Como determinar a densidade de uma pedra?

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificação: 2024-02-12 11:57

Todos os minerais (e pedras são minerais) têm duas características importantes - massa e densidade. Além disso, a densidade da pedra é importante em um sentido puramente prático - para calcular a reserva de um depósito mineral.

O que é esse recurso?

Para qualquer substância, a densidade é entendida como massa dividida pela unidade de volume. Como as pedras (ou seja, minerais) têm uma composição heterogênea e incluem elementos de diferentes massas atômicas, a característica física de sua densidade pode variar significativamente. Além disso, a densidade das pedras depende não apenas da gravidade dos elementos que as compõem, mas também de quão firmemente as partículas elementares são "embaladas" em sua estrutura interna.

Mineralogia lida com o estudo da densidade dos minerais. A densidade de uma pedra é calculada dividindo a massa de um mineral de amostra por unidade de volume pela massa de água do mesmo volume a uma temperatura de 4 ⁰С. Por exemplo, o peso da amostra é de 200 gramas. Água no mesmo volume de 40 gramas. Neste caso, a densidade desta pedra será igual a 5.

A densidade das pedras é medida em quilogramas por metro cúbico ougramas por centímetro cúbico.

Como encontrar a densidade de uma pedra?

Como é determinada a densidade de uma pedra? O procedimento é bastante simples - pesamos a amostra primeiro no ar e depois na água. De acordo com a lei de Arquimedes, a diferença resultante corresponde à massa de água que a amostra desloca. A densidade é calculada dividindo a massa da amostra no ar por essa diferença.

Dependendo da densidade, os minerais podem ser leves, médios, pesados e muito pesados. Por exemplo, a densidade da pedra de granito é de 2.600 kg/m³. Para referência: a densidade dos pulmões não excede 2,5 g / cm³, média - varia de 2,5 a 4 g / cm³, pesada - de 4 a 8 g / cm³. Minerais com densidade acima de 8 g/cm³ são pedras muito pesadas.

Gem Density

Além da densidade e de outra característica - dureza, minerais de gemas ou pedras preciosas também possuem um componente tão importante quanto a massa, medida em gramas ou quilates (para pérolas - em grãos).

Para entender a proporção dessas unidades, lembre-se: 1 quilate corresponde a 200 miligramas, em um grão 50 miligramas, ou seja, 1 quilate equivale a quatro grãos. A precisão da medição de gemas é de até duas casas decimais.

Vamos para o laboratório

Como medir a densidade de dragagem. pedras no laboratório? O método hidrostático é o mais adequado para isso. Seu princípio foi proposto pelo cientista grego Arquimedes há muitos séculos. A essência do princípio conhecido do curso de física escolar é a seguinte: um corpo imerso em um líquidoé empurrado para fora por uma força igual ao peso do líquido deslocado por este corpo.

Para simplificar, se você pendurar uma pedra e colocá-la na água, seu peso diminuirá em comparação com o original na mesma proporção que o volume de água deslocado por ela. É claro que este volume será igual ao volume da própria pedra.

Assim, pesando sequencialmente as pedras no ar e depois na água, podemos obter todos os dados necessários para o cálculo.

Tudo - à natureza

Agora vamos nos voltar para materiais de pedra natural. Como você sabe, existem vários tipos. Do ponto de vista prático, qualquer raça é geralmente atribuída a um dos dois grupos - forte ou de baixa resistência.

Os materiais do primeiro grupo possuem alto índice de dureza e, na maioria das vezes, a estrutura é de granulação média ou grossa. No chamado estado intemperizado, eles têm pouca absorção de água. Em outras raças (de baixa resistência), como o nome indica, a força é muito menor. Eles também têm um grau muito maior de absorção de água.

Às vezes, ao reconhecer tipos de rocha, é necessário determinar sua dureza. No campo, é mais conveniente fazer isso com a ajuda dos chamados. escala de Mohs relativa e meios improvisados adicionais. Esses meios improvisados podem ser uma caneta, uma moeda, um pedaço de vidro, uma lima, uma agulha de aço ou uma faca, um cortador de vidro comum ou de diamante. A densidade média de uma pedra também é importante na determinação de sua rocha. Ao determinar este valor, é possível identificarraça referindo-se a tabelas especiais.

Calcule a densidade das pedras naturais

Como calcular a densidade média de uma pedra amostra? O equipamento necessário para isso é uma balança com um conjunto de pesos e habilidades para medir o volume de uma amostra de formato irregular.

A maneira mais fácil de fazer isso é com uma proveta graduada com um volume de cerca de meio litro. 200-300 ml de água são despejados em tal cilindro e um pedaço do material de pedra estudado é colocado.

O volume total de amostras colocadas na água é reconhecido pela quantidade de água deslocada por elas. Então, dividindo sua massa pelo volume calculado, obtém-se a densidade média do material.

O que é importante considerar?

Deve-se notar que este método é adequado apenas para rochas densas com baixa absorção de água (não mais que 2%). Se esta característica for superior (até 5%), uma amostra seca, previamente pesada, deve primeiro ser colocada em meio aquoso para saturação. Então a densidade média é determinada pelo método acima. A saturação é considerada completa se o peso parar de crescer durante a absorção de água.

Pedras porosas (na maioria das vezes calcários ou tufos) têm baixa resistência. Eles são fáceis de processar - corte uma amostra da forma desejada (por exemplo, um cubo) com uma serra comum e calcule seu volume medindo as bordas.

DIY

Na ausência de um volume suficiente de um cilindro de medição no campo, a quantidade de água deslocada pode ser determinada pela seguintemaneira. Em qualquer vaso de metal cilíndrico, logo abaixo do topo, um buraco é perfurado na parede com um prego comum, então um tubo é inserido lá, que também pode ser feito independentemente rolando qualquer filme. Fixe na parede do cilindro com plasticina ou qualquer material similar.

Assim, você obtém um medidor de volume de viagem. Se esta unidade for usada constantemente, faz sentido soldar um tubo de aço ou latão.

Pedras feitas pelo homem

Tudo o que está escrito acima se refere a pedras naturais. E agora é hora de falar sobre os artificiais. Eles podem ser parede, estrada e lateral. Isso também deve incluir telhas de concreto e lajes de pavimentação, bem como todos os tipos de áreas cegas, degraus de escada e elementos de chaminé.

Na produção de quase todas as pedras listadas na Rússia e no exterior, são utilizados padrões técnicos rigorosos. Eles regulam todas as características principais - a qualidade das matérias-primas, o tamanho e a forma da seção, indicadores físicos e mecânicos (incluindo a densidade das pedras de concreto).

Estes requisitos dependem das condições de operação esperadas e do material disponível.

O que podem ser pedras artificiais?

O concreto do qual as pedras são feitas pode ser pesado ou leve. Pedras artificiais feitas a partir dele são feitas sólidas ou ocas. A característica normativa da densidade aparente média para pedras ocas não deve ultrapassar 1.650 kg/m³, paraencorpado - 2.200 kg/m³.

Pedras de parede em termos de densidade média (e, além disso, condutividade térmica) são consideradas efetivas (densidade até 1.400 kg/m³), condicionalmente efetivas (1.400-1.650 kg/m³) e pesadas (acima 1.650 kg/m³). A maioria deles agora é produzida a partir de concreto leve de baixa densidade (até 1.800 kg/m³).

Concreto pesado (incluindo areia) com alta abrasão e baixa absorção de água é utilizado na produção de pedras laterais ou rodoviárias, além de lajes de pavimentação, pois suas condições de operação são mais severas que as de parede.

As pedras artificiais também diferem no agregado, que pode ser areia de quartzo (considerado agregado miúdo) ou rochas fortes (agregado grande). Por exemplo, a densidade da pedra britada da pedra natural pode ser diferente dependendo da fração - o grau de moagem. A composição do agregado também tem um efeito significativo na densidade da pedra artificial.