анатомия моляров верхней челюсти
самодельные прессы и штампы
светоотверждаемые стеклоиномеры

Гідростатичне зважування

Гідростатичне зважування

Принцип цього методу дуже простий. Камінь, питома вага якого потрібно визначити, зважується спочатку на повітрі, а потім його занурюють у воду й зважують у воді. Якщо отримані ваги рівні відповідно W і W, то різниця ( W-І
) складе, мабуть, вага води, витиснутої каменем, що й має, таким чином, такий же об`єм, як і камінь; питома вага каменю, отже, рівний WI(W-W’).
,,.
Якщо користуються прийманням подвійного зважування, формула буде трохи іншою. Припустимо, що противазі відповідає вага гирьок з; каменю, що зважується в повітрі,- w, у воді — w; тоді W=c-w і W= з-w, і, отже, питома вага каменю рівна (c-w)l(w-w).
На практиці, для того щоб забезпечити точний результат, треба прийняти деякі запобіжний заходи. Ваги, призначені для визначення питомої ваги, постачають допоміжною чашкою (мал. 75), яка підвішується досить високо, щоб можна було під нею підвісити камінь; однак таке вдосконалення необов`язкове, тому що скляну банку з водою можна поставити на низьку табуретку під чашкою з однієї сторони ваг або навіть на коротку плоску лінійку, що лежить на тимчасових опорах, наприклад на сірникових коробках. Вага предмета, використовуваного для підвіски каменю, треба, звичайно, опреде-.
ПИТИ й відняти з ваги, отриманого для каменю як у повітрі, так і у воді. Для підвіски часто використовується шматок тонкого шовку, але це не рекомендується, тому що вода поступово просочує тканину й виникаюча при цьому помилка позначається, уже в десятих частках, а така величина у випадку 1-каратного каменю занадто велика. Набагато краще використовувати петлю з мідної
Рис. 75, Гідростатичне зважування
дроту. Якщо постійно використовується та сама петля, то її вага в повітрі й у зануреному до звичайного рівня виді треба визначити раз і назавжди.
Слід простежити також за тим, щоб були вилучені всі пухирці повітря, що чіпляються за камінь або за дротову петлю: їх присутність веде до заниження вимірюваної величини. Поверхневий натяг води, затримуючи дріт, заважає вільним коливанням ваг і утрудняє точне — до міліграма— зважування, коли дріт поринає у воду. Ці труднощі можна подолати, замінивши воду іншою рідиною, наприклад толуолом, що мають набагато менший поверхневий натяг. Інша рекомендована рідина з низьким поверхневим натягом — двубромистий єтилен З
Н
Вг
, який при 18°С має щільність 2,184, що убуває або зростаючу на 0,002 при підвищенні або зниженні температури на 1°С. Щільність може злегка мінятися, і її можна легко перевірити, занурюючи в цю рідину кварц, питома вага якого становить 2,651; щільність рідини визначається в цьому випадку з вираження
2,651 X{W-W)!W, де W і W — вага шматка кварцу в повітрі й у рідині відповідно.
Як вказувалося вище, щільність води при 4°С ухвалюється за одиницю, тому для обчислення питомої ваги треба помножити одержувану величину на щільність, яку має рідина при температурі спостереження. У таблиці, поміщеної
у частині IV, дані щільності води й толуолу при кімнатній температурі. Зверніть увагу, що точне знання температури має набагато більше значення у випадку толуолу
Приведемо приклади гідростатичного визначення питомої ваги при використанні води й толуолу:.
(а) Вода; кварц (безбарвний).
Вага каменю (у каратах), обмірюваний
/ЛЛЧО.
у повітрі 43,432 Питома вага = = 2,653 (2,6527) у воді
27,059 16,373.
різниця 16,373.
Після введення виправлення за температуру (14,2
З) одержуємо величину 2,651 (2,6507).
(б) Толуол; топаз- (безбарвний).
Вага каменю (у каратах), обмірюваний
20 318.
у повітрі 20,318 Питомий
= “гтг77 Х0.8665 (щільність толу-.
у толуолі* 15,377,
Л
ола при 17,2 С) =3,563.
різниця 4,941.
(W+W-W”) — вага витиснутої води. Звідси питома вага рівна Wl{W+W-W"). Як і в попередньому методі, цю величину треба помножити на щільність рідини при температурі експерименту. Якщо використовується приймання подвійного зважування, формула злегка видозмінюється
Із усіх методів, описаних вище, найшвидшим і найбільш зручним для каменів звичайного розміру є метод важких
Рис. 76. Залежність між світлозаломленням і питомою вагою
рідин ( як його звичайно називають); з його допомогою можна одержувати значення питомої ваги з точністю до другого десяткового знака, що досить для визначення каменю. Цей метод застосуємо незалежно від того, наскільки малий камінь, і, по суті, для дуже маленьких каменів це єдиний надійний метод; для великих каменів він незручний не тільки через велику кількість необхідної рідини, але й через те, що важко оцінити положення центру ваги каменю, коли проводиться порівняння за допомогою індикаторів. Важливим може виявитися й негативне визначення, особливо у випадку, якщо звертається увага на те, з якою швидкістю камінь поринає в рідині: більш щільний камінь тоне швидше, але швидкість залежить і від форми каменю
Гідростатичне зважування здійсненне завжди, якщо тільки камінь не занадто малий, але ця операція забирає значний час. Третій метод призначений головним чином для порошкоподібних речовин і не рекомендується для гранованих каменів, хіба що для групи дрібних крупинок, які напевно ставляться до тому самому виду
Значення питомої ваги дорогоцінних каменів наведені в таблиці в частині IV.
Перед тем як покінчити з питанням про питому вагу, розглянемо співвідношення між питомою вагою й заломлюючою здатністю головних дорогоцінних каменів. Друга константа розуміється як середнє арифметичне із трьох головних показників
переломлення двуосного каменю y(a+f5+Y), що відповідає А
<2(0+8) для одноосьового каменю або просто показнику преломле-.
ПРО.
ния для ізотропного каменю. На мал. 76 показана залежність між цими двома константами для головних дорогоцінних каменів. По горизонтальній осі дане світлозаломлення, а по вертикальній — питома вага. Кожна крапка показує, таким чином, значення двох констант для відповідних видів каменів
Добре видне, що багато крапок лежать на прямої лінії або близько неї; інакше кажучи, для відповідних каменів співвідношення між світлозаломленням і питомою вагою майже постійне. Існує три виключення із цієї простої залежності: алмаз, питома вага якого порівняно низок для його заломлюючої здатності; андрадит, для якого дане співвідношення відхиляється в ту ж сторону, хоча й не так сильно; топаз, питома вага якого, навпаки, вище, чим можна було б очікувати ио його заломлюючої здатності. Те, що лінійна залежність, показана на діаграмі, містить деякі відхилення, не дивно: відомо, що простий закон про зв`язок між показником переломлення й щільністю, запропонований Гладстоном і Дейлом
для рідин, не виконується для твердих речовин
10