Todos los minerales (y las piedras se relacionan específicamente con los minerales) tienen dos características importantes: masa y densidad. Además, la densidad de la piedra es importante en un sentido puramente práctico: calcular el stock de un depósito mineral.
¿Cuál es esta característica?
Para cualquier sustancia, densidad significa masa dividida por unidad de volumen. Dado que las piedras (es decir, los minerales) tienen una composición heterogénea e incluyen elementos de diferentes masas atómicas, las características físicas de su densidad pueden variar significativamente. Además, la densidad de las piedras depende no solo de la gravedad de los elementos que las componen, sino también de qué tan cerca están "densamente" las partículas elementales en su estructura interna.
El estudio de la densidad de minerales se ocupa de la mineralogía. La densidad de la piedra se calcula dividiendo la masa de la muestra mineral en un volumen unitario por la masa de agua del mismo volumen a una temperatura de 4 ° C. Por ejemplo, el peso de la muestra es de 200 gramos. Agua en el mismo volumen de 40 gramos. En este caso, la densidad de esta piedra será 5.
La densidad de las piedras se mide en kilogramos por metro cúbico o gramos por centímetro cúbico.
¿Cómo encontrar la densidad de la piedra?
¿Cómo se determina la densidad de la piedra? El procedimiento es bastante simple: pese la muestra primero en aire, luego en agua. Según la ley de Arquímedes, la diferencia obtenida corresponde a la masa de agua que desplaza la muestra. La densidad se calcula dividiendo la masa de la muestra en el aire por una diferencia dada.
Los minerales pueden ser ligeros, medios, pesados y muy pesados, dependiendo de su densidad. Por ejemplo, la densidad de la piedra de granito es de 2 600 kg / m³. Como referencia: la densidad de los pulmones no supera los 2.5 g / cm³, medio - rangos de 2.5 a 4 g / cm³, pesado - de 4 a 8 g / cm³. Los minerales con una densidad superior a 8 g / cm³ pertenecen a piedras muy pesadas.
Densidad de piedras preciosas
Además de la densidad y otra característica, la dureza, los minerales de gemas o las piedras preciosas también tienen un componente tan importante como la masa, medida en gramos o quilates (en perlas, en granos).
Para aclarar la proporción de estas unidades, recuerde: 1 quilate corresponde a 200 miligramos, 50 miligramos en una cara, es decir, 1 quilate es igual a cuatro granos. Precisión de medición de gemas: hasta dos decimales.
Vamos al laboratorio
Cómo medir la densidad de arrastre. piedras en el laboratorio? El método hidrostático es el más adecuado para esto. Su principio fue propuesto por el científico griego Arquímedes hace muchos siglos. La esencia del principio conocido del curso escolar de física es la siguiente: un cuerpo sumergido en un líquido es expulsado por la fuerza, que es igual al peso del líquido desplazado por ese cuerpo.
En pocas palabras, si cuelga una piedra y la baja al agua, entonces su peso disminuirá en comparación con el original tanto como el volumen de agua desplazado por ella. Está claro que este volumen será igual al propio volumen de la piedra.
Por lo tanto, al pesar secuencialmente las piedras en el aire y luego en el agua, podemos obtener todos los datos que necesitamos para calcular.
¡Todo está en la naturaleza!
Pasemos ahora a los materiales de piedra natural. Hay varios tipos de ellos, como sabes. Desde un punto de vista práctico, es costumbre atribuir cualquier raza a uno de los dos grupos: fuerte o de baja resistencia.
Los materiales del primer grupo tienen un alto índice de dureza y, con mayor frecuencia, la estructura es de grano medio o grueso. En el llamado estado de no meteorización, tienen poca absorción de agua. En otras rocas (de baja resistencia), como su nombre lo indica, la resistencia es significativamente menor. También tienen un grado mucho mayor de absorción de agua.
A veces, al reconocer los tipos de roca, es necesario determinar su dureza. En el campo, es más conveniente hacer esto usando el llamado. Escala relativa de Mohs y herramientas adicionales disponibles. Dichas herramientas improvisadas pueden ser un lápiz óptico, una moneda, un trozo de vidrio, una lima, una aguja o cuchillo de acero, un cortador de vidrio ordinario o de diamante. La densidad promedio de una piedra también es importante para determinar su raza. Una vez determinado este valor, se puede identificar la raza haciendo referencia a tablas especiales.
Calculamos la densidad de las piedras naturales.
¿Cómo calcular la densidad promedio de la piedra de muestra? El equipo necesario para esto es un equilibrio con un conjunto de pesos y habilidades para medir el volumen de una muestra que tiene una forma irregular.
La forma más fácil de hacer esto es tener un cilindro graduado graduado con un volumen de aproximadamente medio litro. Se vierten 200-300 ml de agua en dicho cilindro y se coloca una pieza del material de piedra estudiado.
El volumen total de muestras colocadas en agua se reconoce por la cantidad de agua desplazada por ellas. Luego, al dividir su masa por el volumen calculado, se obtiene la densidad promedio del material.
¿Qué es importante tener en cuenta?
Cabe señalar que este método es adecuado solo para rocas densas con absorción de agua insignificante (no más del 2%). Si esta característica es mayor (hasta 5%), una muestra seca, después de pesarla, primero debe colocarse en un medio acuoso para su saturación. Luego, la densidad promedio se determina mediante el método anterior. La saturación se considera completa si, durante la absorción de agua, el peso deja de crecer.
Las piedras porosas (generalmente calizas o tobas) son de baja resistencia. Son fáciles de procesar: con una sierra convencional, corte una muestra de la forma deseada (por ejemplo, un cubo) y calcule su volumen midiendo caras.
Hazlo tu mismo
En ausencia de un volumen suficiente en el cilindro de medición en el campo, la cantidad de agua desplazada se puede determinar de la siguiente manera. En cualquier recipiente de metal de forma cilíndrica, justo debajo de la parte superior, se perfora un agujero en la pared con un clavo ordinario, luego se inserta un tubo allí, que también se puede hacer de forma independiente doblando cualquier película. Fíjelo en la pared del cilindro con plastilina o cualquier material similar.
Por lo tanto, se obtiene un medidor de volumen de campo. Si esta unidad se usa constantemente, tiene sentido soldar un tubo de acero o latón.
Piedras hechas por manos humanas.
Todo lo escrito anteriormente relacionado con las piedras naturales. Y ahora es el momento de hablar sobre los artificiales. Pueden ser de pared, carretera y lateral. Esto también incluye tejas de concreto y losas de pavimento, así como todo tipo de áreas ciegas, escalones y elementos de chimenea.
En la producción de casi todas estas piedras, tanto en Rusia como en el extranjero, se utilizan estrictos estándares técnicos. Rigen todas las características básicas: la calidad de los materiales de partida, el tamaño y la forma de la sección transversal, las propiedades físicas y mecánicas (incluida la densidad de las piedras de hormigón).
Estos requisitos dependen de las condiciones de funcionamiento previstas y del material disponible.
