Autobahngold - Testul de apă al lui Arhimede (metoda Vitruvius)
Testul de apă de la Siracuza Arhimede (287 î.Hr. - 212 î.Hr.) servește ca un mijloc suplimentar de calcul al autenticității bijuteriilor din aur.
Cu aceasta puteți verifica dacă este o bijuterie reală sau falsă, datorită densității diferite a metalelor.
Ei bine, cum determinați densitatea unui corp? Este bine că a fost bătrânul Archie bun. Povestea motivului pentru care Arhimede a inventat testul de aur pe lângă strigătul de luptă al fanilor fotbalului grec „Heureka” ar trebui să fie cunoscut de fiecare cititor.
Arhimede a recunoscut că fiecare corp care este complet scufundat în apă își deplasează propriul volum (să nu fie confundat cu masa sa) în apă. Deoarece se știe că apa are o densitate de 1g/cm, cantitatea de apă deplasată corespunde exact volumului corpului în cm .
Acest lucru dezvăluie următoarele: Dacă scufundați un obiect cu un anumit volum în apă fără ca apa să se revărse, se pierde în greutate, exact la fel de mult ca volumul corpului care deplasează apa.
Volumul unui corp este calculat din formula:
Volumul = masa (greutatea în g)/greutatea specifică a corpului în g/cmі
În schimb, dacă este cunoscută greutatea specifică a metalului corpului (pentru diferitele aliaje de aur, aici pentru aur și aici pentru metale comune), volumul poate fi calculat.
De exemplu. un corp din aur galben 750/1000 cu o masă de 95g un volum de (95g/15.45g/cmі) = 6.14cmі. Deci, acest corp deplasează 6,14 ml (= g) în apă. Aceasta înseamnă că, dacă acest corp este complet scufundat în apă fără a atinge pereții vasului sau fundul și fără a revărsa apă din vas, obiectul pare să piardă greutatea pe care a deplasat-o.
Dacă legați cele de mai sus Obiect cu masa sa de 95g pe o balanță de primăvară, balanța din aer arată acest 95g ca greutate. Dacă acum scufundați acest obiect atârnat pe cântar în apă, afișarea greutății pe cântare este redusă cu 6,14 g calculate mai sus. Scara arată acum doar (95g - 6,14g) = 88,86g.
Desigur, această măsurare funcționează și în direcția opusă. Cu alte cuvinte, dacă cântăriți întregul set de măsurare, adică măsurați mai întâi greutatea vasului umplut cu apă, mai întâi fără și apoi cu obiectul scufundat.
Dacă aveți o cântare de bucătărie digitală suficient de precisă, puteți pune un vas cu apă pe el, care este suficient de mare pentru a ține bijuteria de testat pe un fir și apoi cântăriți mai întâi vasul de apă umplut fără obiect scufundat și notați-l pe Greutatea afișată pe cântar. Apoi legați obiectul de un fir subțire, îl țineți deasupra vasului și scufundați obiectul complet agățat de firul din vasul de apă. Acum scrieți valoarea afișată acum.
1. Exemplu de măsurare:
Avem o bijuterie de culoare aurie, care 95g (= Masa) cântărește.
Are vasul cântărit umplut cu apă de ex. 436g cântărit și acum arată cântarul după scufundarea obiectului (cu o masă de 95g) 442,14g, greutatea specifică a metalului poate fi calculată din diferența:
- Diferența de greutate în g = (vas cu apă + obiect scufundat) - vas cu apă în g (442,14g - 436g) = 6,14g = 6.14ml = 6.14cmі
- Diferența de volum în cm = diferența de greutate în cm = 6.14cmі
- Greutatea aparentă a obiectului în apă în g = greutatea bijuteriilor - diferența de greutate în g = 95g - 6,14g = 88,86g
- Volumul în cm = Greutatea aparentă a obiectului în apă în cm = 88,86 g = 88,86 ml = 88,86cmі
- Greutatea specifică a articolului în g/cm = masa în g/diferența de volum în cm = 95g/6,14 cm = 15,50g/cmі
Aurul galben cu 750/1000 părți aurul fin are o greutate specifică de 15,45g/cmі. Diferența minimă se datorează inexactității măsurării balanței.
Rezultat: Greutatea specifică a bijuteriei corespunde specificației. Greutate aur galben 750/1000
2. Exemplu de măsurare:
Acum verificăm în același mod o bijuterie la fel de grea, cu aspect auriu 95g (= Masă):
Din nou, avem vasul nostru de apă plin cu noi 436g cântărit, cântarul arată acum după scufundarea bijuteriilor (cu 95 g masă) 446,55g la.
- Diferența de greutate în g = (vas cu apă + obiect scufundat) - vas cu apă în g (446,55g - 436g) = 10,55g = 10,55ml = 10,55cmі
- Diferența de volum în cm = diferența de greutate în cm = 10,55cmі
- Greutatea aparentă a obiectului în apă în g = greutatea bijuteriilor - diferența de greutate în g = 95g - 10,55g = 84,45g
- Volumul în cm = Greutatea aparentă a obiectului în apă în cm = 84,45 g = 84,45 ml = 84,45cmі
- Greutatea specifică a metalului corpului în g/cm = masa în g/diferența de volum în cm = 95g/10,55cm = 9,0g/cmі
Rezultat: Bijuteria are o singură specificație. greutatea de 9,0g/cmі și, prin urmare, poate fi identificat ca un fals cu o placare subțire de aur.
Falsurile din metal de bază au de obicei o greutate specifică de max. 9,5g/cmі (Amestec de cupru, zinc și plumb) sau mai puțin, dar niciodată mai mult de 10,87g/cmі (pentru că atunci ar trebui să fie aproape sigur aur roșu AU 333/1000 - sau plumb, dar acest lucru este recunoscut în cele din urmă prin culoare).
Puteți vedea o diferență semnificativă între bijuteriile reale și cele false față de diferența dintre greutatea aparentă a obiectelor din apă. În aceste exemple, acesta ar fi (446,55g - 442,14g) 4,41g, asa de 4,64% greutatea actuala.
Prin urmare, acest calcul poate servi și la diferențierea sau verificarea autenticității.
Puteți face cu ușurință calculele necesare în calculatorul nostru de testare fără a fi nevoie să vă ocupați de formulele enumerate aici.
Adnotare: Dacă utilizați cântare de bucătărie pentru acest test care funcționează cu o precizie de +/- 1g, puteți testa fără îndoială piese de bijuterii cu mai mult de aproximativ 40g. Pentru probele mai ușoare, ar trebui să utilizați o balanță cu +/- 0,1 g pentru a obține o precizie suficientă.
De la un cititor am primit următorul rezumat al formulelor pentru procedura de test descrisă, pe care suntem bucuroși să le publicăm aici:
mP = masa corpului testat [g]
mT = masa apei deplasate (greutatea de imersie) [g]
dP = densitatea corpului testat [g/cmі]
dF = densitatea apei [g/cmі]
VF = volumul de apă deplasată [cmі]
(1) mT = VF * dF // Fundal: Forța de flotabilitate este egală cu greutatea volumului lichidului deplasat (legea lui Arhimede)
(4) dP = mP/mT * dF
(5) dP = mP/mT * (1g/cmі) // => densitatea unui corp de testare corespunde masei sale împărțite la greutatea sa de imersie.
O modificare a celor de mai sus Metoda de măsurare și testare este așa-numita.
Măsurarea scalei fasciculului:
Unul ia un balans de grindă, la un capăt al căruia este atașată bijuteria de testat și la celălalt capăt o bucată de aur testat cu aceeași finețe și aproximativ aceeași masă (greutate) ca bijuteria. Acum balanța este tarată (adusă în orizontală prin deplasarea punctului de suspendare). Apoi scufundați bijuteria și aurul, ambele atârnând pe cântar, într-un recipient plin cu apă. Dacă cântarele rămân în echilibru, înseamnă că densitatea bijuteriilor este aceeași cu cea a aurului, cu alte cuvinte din aur. Cu toate acestea, dacă balanța se înclină spre partea aurului testat, acest lucru dovedește că volumul bijuteriilor este mai mare decât cel al aurului pur și că densitatea acestuia este mai mică decât cea a aurului. Este apoi un amestec de aur cu un material mai ușor sau chiar metal de bază, acoperit doar cu o aurire subțire.
Pentru a verifica această metodă în practică, să presupunem din nou că masa bijuteriei este 95 g și constă dintr-un aliaj de 60% cupru, 20% zinc și 20% plumb (aliaj comun de falsificare a aurului), aceasta corespunde unei greutăți specifice (densitate) de aprox. 9,5g/cmі. De vreme ce volumul exact 10cmі 10 cm de grame de apă sunt, de asemenea, mutate. Se știe că densitatea apei este de 1,00 g/cmі. Masa aparentă în apă este de 95g - 10g = 85g.
La 95g Aur galben 750/1000 (greutate specifică 15,45g/cmі) este volumul 6.148cmі și are o masă aparentă de 95g - 6.148g = în apă 88.852g.
Deci, dacă ambele corpuri sunt acum în apă, aceasta face diferența 3.852g deplasarea apei, pe care soldul o va indica printr-o scădere a aurului 750/1000 și o creștere a bijuteriei care urmează să fie testată.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că metoda cu cântare funcționează chiar dacă cele două corpuri nu au aceeași masă. Trebuie doar să reglați bara solzilor, astfel încât să aveți un echilibru înainte de a vă scufunda corpul în apă.