เนื้อหา
หินมีรูปร่างขนาดและองค์ประกอบที่หลากหลาย หินตะกอนหินอัคนีและหินแปรเกี่ยวข้องกันเป็นระยะที่แตกต่างกันในวงจรหิน การจำแนกหินชนิดหนึ่งจากอีกประเภทหนึ่งบางครั้งขึ้นอยู่กับความแตกต่างเล็กน้อยในลักษณะ ความหนาแน่นรวมกับการสังเกตและการทดสอบเพิ่มเติมช่วยระบุและแยกแยะหินก้อนหนึ่งจากอีกก้อนหนึ่ง เนื่องจากความหนาแน่นจะวัดอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรการคำนวณความหนาแน่นจึงจำเป็นต้องมีการวัดมวลและปริมาตรอย่างแม่นยำ
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
การค้นหาความหนาแน่นของหินต้องใช้การวัดมวลหินเป็นกรัมและปริมาตรเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร ค่าเหล่านี้เหมาะสมกับสมการ D = m ÷ v โดยที่ D หมายถึงความหนาแน่น m หมายถึงมวลและ v แทนปริมาตร ใส่ค่าและแก้ปัญหาสำหรับความหนาแน่น โดยทั่วไปการวัดปริมาตรใช้การเคลื่อนที่ของน้ำโดยใช้ประโยชน์จากความสัมพันธ์ที่น้ำหนึ่งมิลลิลิตรใช้พื้นที่หนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร
การเลือกตัวอย่าง
หินมีตั้งแต่การสะสมผลึกของแร่ธาตุหนึ่งไปจนถึงส่วนผสมของแร่ธาตุต่าง ๆ แร่ธาตุอาจจะเป็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ทั้งหมดด้วยกล้องจุลทรรศน์ทั้งหมดหรือส่วนผสมของผลึกและกล้องจุลทรรศน์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ แร่อาจกระจายอย่างสม่ำเสมอผ่านหินทั้งหมดหรืออาจจัดเรียงเป็นชั้นหรือเป็นกลุ่ม เพื่อความถูกต้องตัวอย่างที่ทดสอบต้องมีแร่ธาตุทั้งหมดของหิน นอกจากนี้ตัวอย่างไม่ควรมีพื้นผิวที่ผุกร่อน กระบวนการสภาพดินฟ้าอากาศเปลี่ยนแร่วิทยาดั้งเดิมซึ่งเปลี่ยนความหนาแน่น ดังนั้นในการวัดความหนาแน่นโดยรวมอย่างแม่นยำตัวอย่างหินที่เลือกจะต้องแสดงแร่ธาตุทั้งหมดในอัตราส่วนเดียวกันกับมวลหินขนาดใหญ่ โดยทั่วไปนักธรณีวิทยาจะเลือกตัวอย่างมือเป็นตัวอย่างหินเกี่ยวกับขนาดของกำปั้นหรือเบสบอล ตัวอย่างหินขนาดเล็กมากอาจไม่ได้เป็นตัวแทนของแร่วิทยาของมวลหินทั้งหมดในขณะที่ตัวอย่างขนาดใหญ่มากท้าทายความสามารถในการวัดมวลหรือปริมาตรหรือทั้งสองอย่างอย่างแม่นยำ
การวัดมวล
แนวคิดเรื่องมวลและน้ำหนักทำให้หลายคนสับสน มวลวัดปริมาณของวัตถุในวัตถุในขณะที่น้ำหนักวัดแรงโน้มถ่วงของมวล ความสับสนเกิดขึ้นเพราะบนโลกแรงดึงโน้มถ่วงเท่ากับ 1 ดังนั้นมวลและน้ำหนักจึงแตกต่างกันในปริมาณเล็กน้อยโดยได้รับอิทธิพลจากความสูงและหินขนาดใหญ่
การวัดมวลอย่างแม่นยำต้องใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งอิเล็คทรอนิคส์เครื่องชั่งแบบสามลำแสงหรือเครื่องชั่งอื่น ๆ จะทำการวัดมวล เครื่องชั่งน้ำหนักพื้นฐานเช่นเครื่องชั่งน้ำหนักทั่วไปนั้นไม่ได้ให้ความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการค้นหามวล แต่ละสเกลมวลมีทิศทางที่เฉพาะเจาะจง แต่เทคนิคทั่วไปกำหนดสเกลให้สมดุลที่ศูนย์วางหินไว้บนกระทะชั่งให้สเกลจากนั้นอ่านค่ามวลของชิ้นงานโดยตรง เมื่อทำการวัดมวลให้บันทึกหน่วยเป็นกรัม
ปริมาณการวัด
ปริมาณค่อนข้างง่ายในการวัดพื้นที่ที่วัตถุครอบครอง การค้นหาปริมาตรของรูปทรงเรขาคณิตปกติเช่นทรงกลมลูกบาศก์และกล่องใช้สูตรที่กำหนดขึ้น หินไม่ค่อยมีรูปทรงเรขาคณิต แต่น่าเสียดายที่ การค้นหาปริมาณจึงต้องใช้เทคนิคพิเศษ อาร์คิมิดีสค้นพบการเคลื่อนที่ของน้ำและการค้นหาปริมาตรโดยใช้การกำจัดน้ำนั้นต้องใช้ความคิดเล็กน้อยและสัมผัสความคล่องแคล่ว นอกจากนี้จำไว้ว่าหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรของน้ำเท่ากับหนึ่งมิลลิลิตรของน้ำ
Water displacement หมายถึงวัตถุที่วางอยู่ในน้ำจะทำให้ปริมาตรของน้ำเท่ากับปริมาตรของวัตถุ ตัวอย่างเช่นวัตถุที่มีปริมาตร 5 ลูกบาศก์เซนติเมตรจมอยู่ในภาชนะบรรจุน้ำจะแทนที่น้ำ 5 มิลลิลิตร หากภาชนะบรรจุมีการวัดการอ่านเริ่มต้นของน้ำ 10 มิลลิลิตรจะเปลี่ยนเป็น 15 มิลลิลิตรหลังจากที่วัตถุ 5 ลูกบาศก์เซนติเมตรจมอยู่ในน้ำ
การหาปริมาตรผ่านการเคลื่อนที่ของน้ำต้องวางตัวอย่างหินในภาชนะที่มีเครื่องหมายปริมาตรที่วัดได้เช่นถ้วยตวง ก่อนที่จะเพิ่มหินให้ใส่น้ำในถ้วยให้เพียงพอเพื่อให้หินจมอยู่ใต้น้ำอย่างสมบูรณ์ วัดปริมาณน้ำ เพิ่มหินมั่นใจว่าไม่มีฟองอากาศติดกับหิน วัดปริมาณน้ำที่ได้ ลบปริมาตรเริ่มต้นเฉพาะน้ำเท่านั้นจากปริมาตรสุดท้ายน้ำและหินเพื่อหาปริมาตรของหิน ดังนั้นหากปริมาตรน้ำเริ่มต้นคือ 30 มิลลิลิตรและน้ำสุดท้ายพร้อมปริมาตรหินคือ 45 มิลลิลิตรปริมาตรของหินเพียงอย่างเดียวคือ 45-30 = 15 มิลลิลิตรหรือ 15 ลูกบาศก์เซนติเมตร แน่นอนว่าตัวเลขในธรรมชาติเช่นเดียวกับก้อนหินน่าจะไม่เป็นเลขคู่
หากหินไม่พอดีกับถ้วยวัดใช้ภาชนะที่มีขนาดใหญ่พอที่จะจมลงใต้หิน วางภาชนะในถาด เติมน้ำให้เต็มภาชนะ ค่อยๆเลื่อนหินลงไปในน้ำอย่างระมัดระวังโดยไม่มีคลื่นหรือสาด น้ำทั้งหมดที่รั่วไหลออกมาจากภาชนะจะต้องถูกดักจับในถาดที่รองรับ นำภาชนะออกจากถาดอย่างระมัดระวังโดยไม่ตั้งใจเติมน้ำเข้าไปในถาดโดยไม่ตั้งใจ วัดน้ำที่หกโดยเจตนาในถาดเพื่อกำหนดปริมาตรของหิน ปริมาณน้ำที่ถูกแทนที่จากภาชนะบรรจุโดยหินและถูกจับในถาดเท่ากับปริมาณของหิน
คำเตือน
การคำนวณความหนาแน่น
การคำนวณความหนาแน่นจากมวลและปริมาตรต้องใช้สูตรอย่างง่าย: ความหนาแน่นเท่ากับมวลหารด้วยปริมาตร (D = m ÷ v) ดังนั้นหากมวลหินที่วัดได้เท่ากับ 984.2 กรัมและปริมาตรที่วัดได้เท่ากับ 382.9 มิลลิลิตรการใช้สูตรให้สมการ D = 984.2 ÷ 382.9 แสดงความหนาแน่นของตัวอย่างเท่ากับ 2.57 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร