Гідростатичним зважуванням

1. Мета і завдання роботи

Метою роботи є визначення густини гірських порід в лабораторних умовах.

Завдання роботи – визначити густину взірців осадових порід способом гідростатичного зважування, оцінити абсолютну і відносну похибку вимірювань.

2. Основні положення

Густина – це властивість гірських порід, що визначається відношенням маси до об¢єму

, (1)

де: m – маса породи, кг

V - об¢єм, м³.

В системі СІ розмірність густини кг/м³. Позасистемною одиницею є г/см³.

Відомості про густину гірських порід необхідні для правильного обгрунтування і проведення гравірозвідувальних робіт, а особливо при геологічній інтерпретації гравітаційних аномалій. Густина є основним параметром, що визначає гравітаційне поле.

Люба гірська порода чи мінерал можуть перебувати в одному з трьох фізичних станів: твердому, рідкому і газоподібному. Якщо розглядати гірську породу твердого стану, то її маса буде складатись з маси твердої фази (m_т), маси рідини чи газу (флюїда) (m_ф). З іншого боку загальний об¢єм породи складається з об¢єму твердої фази (V_т) і об¢єму пор (V_п). Звідси

= . (2)

Розрізняють наступні види густини:

1) мінеральна густина – відношення маси твердої фази (m_т) гірської породи до об¢єму твердої фази (V_т)

, (3)

2) загальна густина (або просто густина) гірських порід (формула 1). Крім того, в залежності від типу флюїда виділяють такі випадки.

2.1. Густина газоводонасичених або нафтоводонасичених гірських порід

, (4)

де: k_п – коефіцієнт пористості, якийвизначається відношенням об¢єму пор (V_п) до загального об¢єму породи (V)

, (5)

s_т – густина твердої фази;

Р – відносна вологонасиченість взірця породи (Р£1);

r_ф – густина флюіду, що заповнює пори (нафта, вода і інші).

2.2. Густина газонасичених гірських порід

. (6)

2.3. Густина водонасичених гірських порід (максимальна вологість)

, (7)

при умові, що Р=1 і густина води r_в=1×10^-3 кг¤м³.

Густину порід можна визначити як у лабораторних умовах так і в польових. У лабораторіях густина визначається різними способами: гідростатичного зважування, об¢ємним, об¢ємно-ваговим, пікнометричним та іншими.

Розглянемо спосіб гідростатичного зважування. Величину густини сухої породи, що не вміщує в собі флюїдів, визначається слідуючим чином:

1) визначають масу сухого взірця шляхом зважування його на вагах у повітрі (m_с);

2) визначають масу взірця шляхом зважування його у рідині ();

3) об¢єм взірця розраховують за формулою

, (8)

де: r_р – густина рідини (для дистильованої води r_р=1×10^-3 кг¤м³).

4) Густина сухого взірця визначається за формулою

. (9)

3. Прилади і матеріали

1. Аналітичні ваги.

2. Посудина для зважування взірців у рідині.

3. Дистильована вода.

4. Набір взірців.

5. Сушильний шкаф.

6. Штангенциркуль.

4. Порядок виконання роботи

1. Відібрати однорідні взірці без тріщин і домішок, вагою (5-10)×10^-3 кг.

2. Якщо взірці вологі, то їх слід висушити у сушильному шкафу.

3. Визначити масу сухих взірців шляхом зважування їх на вагах.

4. Визначити масу взірців зважуванням у дистильованій воді. Підчас проведення вимірів взірець не повинен торкатись стінок посудини. Точність вимірів - ±0,01×10^-3 кг.

5. Користуючись формулою (9) визначити густину взірців порід.

6. Визначити об¢єм взірців, вимірявши їхні розміри штангенциркулем (V_шт). Визначити густину і порівняти одержані результати.

7. Вирахувати середнє значення густини для групи взірців

,

де: n – кількість взірців.

8. Визначити середню квадратичну і відносну похибки вимірювань.

9. Результати вимірювань і обчислень записати у таблицю.

№ взір-ця	mc (г)	m (г)	Vc (см^3)	(г/см^3)	Vшт, (см^3)	(г/см^3)	Примітка

10. Проаналізуйте отримані результати.

5. Питання для самоконтролю

1. Що таке густина, яка її розмірність?

2. Які фактори впливають на густину порід?

3. В чому полягає суть способу гідростатичного зважування?

4. Чим визначається точність способу гідростатичного зважу-вання?

5. Які недоліки має спосіб гідростатичного зважування?

Дата добавления: 2015-07-12