В случае, когда перед нами материалы сложной формы (щебень, кусок мрамора, уголь и т.д.). Возникает вопрос, как это сделать. С правильной геометрической формой все понятно. Нашли массу (взвесили) и объем (измерили грани образцов). В этом случае к нам на помощь приходит метод гидростатического взвешивания, основанный на законе Архимеда. Все эти понятия в теории сложны, но на практике проще простого. Соблюдая последовательность действий с легкостью можно добиться желаемого результата, и формула почти такая же.
Как все-таки это сделать?
Чтобы определить среднюю плотность нужно очистить от пыли образец породы (материала) , высушить до постоянной массы (при температуре 105-110°С). Далее охлаждаем образец до комнатной температуры. Обвязываем образец тонкой нитью. Следующий шаг - взвесить образец (m). Зафиксировав показатели, образец покрываем расплавленным парафином (t=80±5°C), чтобы материал не взял лишнюю влагу. Делается это быстро, окунули и извлекли (чтобы создать тонкую пленку). Возможно появление пузырьков воздуха или трещин на парафиновой пленке, которые удаляем горячей иглой. Взвесим образец покрытый парафином (m1). Взвешиваем гидростатически (m2), подвешивая к крюку весов, и по формуле вычисляем среднюю плотность.
В нашем случае она сильно преобразилась от стандартной, поскольку необходимо учитывать ряд факторов (плотность воды и парафина) для определения объема нашего образца. Хоть выглядит она и страшно, но считается легко. Только необходимо считать все в одних единицах измерения.
Пример
Определим среднюю плотность гранита. Подготавливаем образцы к взвешиванию.
Определяем массу нашего образца (m=67,3 г).
Покрываем парафином, давая стечь остатку парафина после извлечения образца.
Взвешиваем образец покрытый парафином (m1=68,2 г).
Осталось взвесить гидростатически (m2=42,4 г). Вычислить страшную формулы, подставив все определенные величины.
Переходи к расчетам
Вернемся к нашей формуле.
где m – масса сухого образца, г; (m=67,3 г)
m1 - масса образца, покрытого парафином, на воздухе, г; (m1=68,2 г)
m2 – масса образца, покрытого парафином, в воде, г; (m2=42,4 г)
ρпар – плотность парафина, г/см3, (примем 0,93 г/см3)
ρв – плотность воды, г/см3. (принимаем 1 г/см3)
Подставляем значения, и получаем следующее выражение.
Проводим вычисления, и наша плотность получается.
Или в кг/м3
Испытания проводят минимум 3 раза. Полученное значение лежит в пределах допустимого значения на среднюю плотность для гранита (2600-2750 кг/м3). Ничего сложного, просто следуйте инструкции, и даже формула не смутит. Подписывайтесь, to be continued.