Autobahngold - тест води Архімеда на воду (метод Вітрувія)
Випробування води Сіракузами Архімеда (287 р. До н. Е. - 212 р. До н. Е.) Служить подальшим варіантом розрахунку для перевірки справжності золотих прикрас.
За допомогою цього ви можете перевірити, справжній це чи підроблений ювелірний виріб через різну щільність металів.
Ну, як ти визначаєш щільність тіла? Добре, що був добрий старий Арчі. Історія про те, чому Архімед винайшов золоту пробу на додаток до бойового кличу грецьких вболівальників футболу "Евріка", повинна бути відома кожному читачеві.
Архімед визнав, що кожне тіло, повністю занурене у воду, витісняє власний об’єм (не плутати з масою) у воді. Оскільки відомо, що вода має щільність 1 г/см, кількість витісненої води точно відповідає обсягу тіла в см .
Це виявляє наступне: якщо ви занурюєте об’єкт з певним об’ємом у воду, не переливаючи воду, він, очевидно, втрачає вагу рівно стільки, скільки об’єм тіла витісняє воду.
Об'єм тіла обчислюється за формулою:
Обсяг = маса (вага в г)/питома вага тіла в г/см3
І навпаки, якщо відома питома вага металу тіла (для різних сплавів золота, тут для золота, а тут для неблагородних металів), обсяг можна розрахувати.
Наприклад, корпус із жовтого золота 750/1000 масою 95 г має об'єм (95 г/15,45 г/см) = 6,14 см. Отже, це тіло витісняє 6,14 мл (= г) у воду. Це означає, що якщо це тіло повністю занурити у воду, не торкаючись стінок посудини або дна і не переливаючи воду з посудини, предмет, очевидно, втрачає вагу, яку він перемістив.
Якщо ви пов'яжете вищезазначене Об'єкт із масою 95 г на пружинних вагах, баланс у повітрі показує ці 95 г як вагу. Якщо зараз занурити цей предмет, що висить на вагах, у воду, показ ваги ваг зменшиться на 6,14 г, розрахованих вище. Зараз шкала показує лише (95г - 6,14г) = 88,86г.
Звичайно, це вимірювання також працює у зворотному напрямку. Іншими словами, якщо ви зважите всю установку вимірювання, тобто спочатку виміряйте вагу посудини, наповненої водою, спочатку без, а потім зануреного об'єкта.
Якщо у вас є достатньо точна цифрова кухонна вага, ви можете поставити на неї посудину з водою, яка є достатньо великою, щоб утримувати ювелірний виріб для тестування на нитці, а потім спочатку зважити наповнену посудину з водою без зануреного предмета і зробити її запис на Вага, що відображається на вазі. Потім ви прив’язуєте предмет до тонкої нитки, тримаєте його над посудиною, а потім занурюєте предмет, що повністю висить на нитці, у посудині з водою. Тепер запишіть тепер відображене значення.
1. Приклад вимірювання:
У нас є прикраса золотого кольору, яка 95г (= Маса) важить.
Чи зважена посудина наповнена водою, напр. 436г зважений і тепер показує ваги після занурення об'єкта (масою 95 г) 442,14г, питому вагу металу можна розрахувати з різниці:
- Різниця у вазі в г = (посудина з водою + занурений предмет) - посудина з водою в г (442,14г - 436г) = 6.14г = 6,14мл = 6,14см
- Різниця в обсязі в смі = різниця ваги в смі = 6,14 см
- Уявна вага предмета у воді в г = вага ювелірних виробів - різниця у вазі г = 95г - 6,14г = 88,86г
- Об'єм в смі = видима вага об'єкта у воді в смі = 88,86 г = 88,86 мл = 88,86см
- Питома вага виробу в г/см3 = маса в г/різниця об'єму в см = 95 г/6,14 см = 15,50 г/см
Жовте золото з 750/1000 деталей тонкого золота має питому вагу 15,45 г/см. Мінімальна різниця обумовлена неточністю вимірювання залишку.
Результат: Питома вага ювелірного виробу відповідає специфікації. Вага жовтого золота 750/1000
2. Приклад вимірювання:
Тепер таким же чином перевіряємо не менш важку золотисту на вигляд прикрасу 95г (= Маса):
Знову ж таки, ми маємо повний посудину з водою 436г зважений, баланс тепер відображається після занурення ювелірного виробу (масою 95 г) 446,55г в.
- Різниця ваги в г = (посудина з водою + занурений предмет) - посудина з водою в г (446,55г - 436г) = 10,55г = 10,55мл = 10,55см
- Різниця в обсязі в смі = різниця ваги в смі = 10,55см
- Уявна вага предмета у воді в г = вага ювелірного виробу - різниця у вазі г = 95г - 10,55г = 84,45г
- Об'єм в см = Очевидна вага предмета у воді в см = 84,45 г = 84,45 мл = 84,45см
- Питома вага металу корпусу в г/см = маса в г/різниця об’єму в см = 95 г/10,55 см = 9,0 г/см
Результат: Прикраса має лише одну специфікацію. вага 9,0 г/см і тому його можна визначити як підробку з тонким золотим покриттям.
Підробки з неблагородного металу зазвичай мають питому вагу макс. 9,5 г/см (Суміш міді, цинку та свинцю) або менше, але ніколи не більше 10,87 г/см (адже тоді це майже напевно повинно бути червоне золото AU 333/1000 - або свинець, але ви можете нарешті визначити за кольором).
Ви можете помітити істотну різницю між справжніми та підробленими прикрасами з різниці у видимій вазі предметів у воді. У цих прикладах це буде (446,55г - 442,14г) 4.41г, так 4,64% реальна вага.
Тому цей розрахунок може також служити для диференціації або перевірки справжності.
Ви можете легко зробити необхідні розрахунки в нашому тестовому калькуляторі, не маючи справу з перерахованими тут формулами.
Анотація: Якщо ви використовуєте для цього тесту кухонні ваги, які працюють з точністю +/- 1 г, ви можете, без сумніву, протестувати лише ювелірні вироби більш ніж приблизно 40 г. Для легших зразків слід використовувати вагу з +/- 0,1 г для досягнення достатньої точності.
Від читача ми отримали наступний підсумок формул для описаної процедури тестування, який ми із задоволенням опублікуємо тут:
mP = маса досліджуваного тіла [г]
mT = маса витісненої води (маса занурення) [г]
dP = щільність досліджуваного тіла [г/см³]
dF = щільність води [г/смі]
VF = об'єм витісненої води [смі]
(1) mT = VF * dF // Передумови: сила плавучості дорівнює вазі витісненого об’єму рідини (закон Архімеда)
(4) dP = mP/mT * dF
(5) dP = mP/mT * (1g/cmі) // => щільність досліджуваного тіла відповідає його масі, поділеній на вагу занурення.
Модифікація вищезазначеного Методом вимірювання та випробування є так званий.
Вимірювання шкали променя:
Один бере промінь ваги, на одному кінці якого один має ювелірний виріб для тестування, а на іншому - шматок перевіреного золота з тією самою тонкістю і приблизно такою ж масою (вагою), як ювелірна деталь. Тепер баланс тарується (виводиться в горизонталь, зміщуючи точку підвіски). Потім ви занурте ювелірну прикрасу та золото, обидва висять на вазі, у ємність, повну води. Якщо ваги залишаються в рівновазі, це означає, що щільність ювелірних виробів така ж, як і у золота, іншими словами також зроблена із золота. Однак, якщо баланс нахиляється в бік випробовуваного золота, це доводить, що обсяг ювелірних виробів більший, ніж чистого золота і що його щільність менше, ніж у золота. Тоді це суміш золота з легшим матеріалом або навіть неблагородним металом, лише покрита тонкою позолотою.
Щоб перевірити цей метод на практиці, припустимо ще раз, що маса ювелірного виробу становить 95 г. і складається із сплаву 60% міді, 20% цинку та 20% свинцю (звичайний сплав для підробки золота), це відповідає питомій вазі (щільності) приблизно. 9,5 г/см. Оскільки обсяг тоді точно 10см 10 см грамів води також переміщуються. Відомо, що щільність води становить 1,00 г/см3. Уявна маса у воді становить 95 г - 10 г = 85г.
В 95г Жовте золото 750/1000 (питома вага 15,45 г/см) - обсяг 6,148см і має видиму масу 95г - 6,148г = у воді 88852г.
Отже, якщо обидва тіла зараз у воді, це має значення 3,852г витіснення води, що баланс вкаже на падіння золота 750/1000 та підйом ювелірних виробів, що підлягають випробуванню.
Слід також зазначити, що метод з вагами працює, навіть якщо два тіла не мають однакову масу. Вам просто потрібно відрегулювати планку ваг, щоб у вас був баланс, перш ніж занурити своє тіло у воду.