Автобанголд - тест на вода на Архимед (метод на Витрувиј)
Тестот за вода од Сиракуза Архимед (287 п.н.е. - 212 п.н.е.) служи како понатамошно средство за пресметување на автентичноста на златниот накит.
Со ова можете да проверите дали е вистинско или лажно парче накит поради различната густина на металите.
Па, како ја одредувате густината на телото? Добро е што имаше стара добра Арчи. Приказната зошто Архимед го измисли златниот тест покрај борбениот крик на грчките fansубители на фудбалот „Хеурека“ треба да ја знае и секој читател.
Архимед препозна дека секое тело кое е целосно потопено во вода, го поместува сопствениот волумен (да не се меша со својата масовна тежина) во вода. Бидејќи се знае дека водата има густина од 1g/cmі, количината на раселена вода одговара точно на волуменот на телото во cmі .
Од ова може да се заклучи следново: Ако потопите предмет со одреден волумен во вода без вода да се прелее, тој очигледно губи тежина, точно онолку колку што волуменот на телото ја поместува водата.
Волуменот на телото се пресметува од формулата:
Волумен = маса (тежина во g)/специфична тежина на телото во g/cmі
Спротивно на тоа, ако е позната специфичната тежина на металот на телото (за различните легури на злато, овде за злато и тука за основни метали), волуменот може да се пресмета.
На пример, тело направено од 750/1000 жолто злато со маса од 95g има волумен од (95g/15,45g/cmі) = 6,14 cmі. Значи, ова тело поместува 6,14 ml (= g) во водата. Ова значи дека ако ова тело е целосно потопено во вода без да ги допира wallsидовите на садот или дното и без да се излее вода од садот, објектот очигледно ја губи тежината што ја изместил.
Ако го врзувате горенаведеното Објект со маса од 95g на баланс на пролет, рамнотежата во воздухот ги покажува овие 95g како тежина. Ако го потопите овој предмет виси на вагата во вода, приказот на тежината на вагата се намалува за 6,14 g пресметано погоре. Скалата сега покажува само (95g - 6,14g) = 88,86g.
Се разбира, ова мерење работи и во спротивна насока. Со други зборови, ако ја измерите целата поставка за мерење, т.е. прво измерете ја тежината на садот исполнет со вода, прво без, а потоа со потопен предмет.
Ако имате доволно точна, дигитална вага за кујна, можете да ставите сад со вода, што е доволно голем за да го собере парчето накит за да се тестира на конец, а потоа прво да го измерите наполнетиот сад за вода без потопен предмет и да го забележите на Тежина прикажана на скалата. Потоа го врзувате предметот на тенка нишка, држете го над садот и потоа потопете го предметот целосно виси на конецот во садот за вода. Сега запишете ја сега прикажаната вредност.
1. Пример за мерење:
Имаме накит во златна боја, кој 95гр (= Маса) тежи.
Дали измерениот сад е исполнет со вода на пр. 436гр измерен и сега ги покажува вагите откако го потопи предметот (со 95гр маса) 442,14гр, специфичната тежина на металот може да се пресмета од разликата:
- Разлика во тежината во g = (сад со вода + потопен предмет) - сад со вода во g (442,14 g - 436 g) = 6,14 g = 6,14мл = 6,14смі
- Волуменска разлика во cmі = разлика во тежината во cmі = 6,14 смі
- Очигледна тежина на предметот во вода во g = тежина на накит - разлика во тежина во g = 95g - 6,14 g = 88,86гр
- Волумен во cmі = очигледна тежина на предметот во водата во cmі = 88,86 g = 88,86 ml = 88,86 см
- Специфична тежина на артиклот во g/cmі = маса во g/волуменска разлика во cmі = 95g/6,14cmі = 15,50g/cmі
Yellowолтото злато со 750/1000 делови фино злато има специфична тежина од 15,45g/cmі. Минималната разлика се должи на неточноста на мерењето на салдото.
Резултат: Специфичната тежина на накитот одговара на спецификацијата. Тежина на жолто злато 750/1000
2. Пример за мерење:
Сега проверуваме подеднакво тежок накит со златен изглед на ист начин 95гр (= Маса):
Повторно го имаме целосниот воден сад со нас 436гр измерена, рамнотежата сега се покажува откако ќе се потопи парчето накит (со 95 гр маса) 446,55гр во.
- Разлика во тежина во g = (сад со вода + потопен предмет) - сад со вода во g (446,55 g - 436 g) = 10,55гр = 10,55мл = 10,55смі
- Волуменска разлика во cmі = разлика во тежината во cmі = 10,55 смі
- Очигледна тежина на предметот во вода во g = тежина на накит - разлика во тежина во g = 95g - 10,55g = 84,45гр
- Волумен во cmі = очигледна тежина на предметот во водата во cmі = 84,45g = 84,45ml = 84,45смі
- Специфична тежина на металот на телото во g/cmі = маса во g/волуменска разлика во cmі = 95g/10,55cmі = 9,0g/cmі
Резултат: Парчето накит има само една спецификација. тежина на 9,0g/cmі и затоа може да се идентификува како фалсификат со тенка позлата.
Фалсификатите направени од основен метал обично имаат специфична тежина од макс. 9,5g/cmі (Мешавина од бакар, цинк и олово) или помалку, но никогаш повеќе од 10,87g/cmі (бидејќи тогаш скоро сигурно треба да биде црвено злато AU 333/1000 - или олово, но ова на крајот се препознава по бојата).
Можете да видите значителна разлика помеѓу вистински и лажен накит од разликата во очигледна тежина на предметите во водата. Во овие примери ова би било (446,55 g - 442,14 g) 4,41гр, така 4,64% вистинска тежина.
Затоа, оваа пресметка може да послужи и за разликување или проверка на автентичноста.
Можете лесно да ги направите потребните пресметки во нашиот тест калкулатор, без да се справувате со формулите наведени овде.
Анотација: Ако користите кујнски ваги за овој тест што работат со точност +/- 1 g, може да се тестираат парчиња накит со повеќе од приближно 40g без сомнение. За полесни примероци треба да користите рамнотежа со +/- 0,1 g за да постигнете доволна точност.
Од читател го добивме следното резиме на формулите за опишаната постапка за тестирање, кои сме среќни да ги објавиме тука:
mP = маса на тестното тело [g]
mT = маса на раселената вода (тежина на потопување) [g]
dP = густина на испитното тело [g/cmі]
dF = густина на вода [g/cmі]
VF = волумен на раселена вода [cmі]
(1) mT = VF * dF // Позадина: Силата на пловност е еднаква на тежината на поместениот волумен на течност (закон на Архимед)
(4) dP = mP/mT * dF
(5) dP = mP/mT * (1g/cmі) // => густината на тестното тело одговара на неговата маса поделена со нејзината тежина на потопување.
Измена на горенаведеното Мерење и метод на тестирање е т.н.
Мерење на скалата на зракот:
Едната зема рамнотежа на зракот, на едниот крај од кој има парче накит што треба да се тестира, а на другиот крај парче тестирано злато со иста финост и приближно иста маса (тежина) како парчето накит. Сега рамнотежата е намалена (внесена во хоризонталата со поместување на точката на суспензија). Потоа, ќе го натопите парчето накит и златото, обете обесени на вагата, во контејнер полн со вода. Ако вагите останат во рамнотежа, тоа значи дека густината на накитот е иста како и златната, со други зборови, исто така направена од злато. Меѓутоа, ако рамнотежата се навали на страната на тестираното злато, ова докажува дека обемот на накитот е поголем од оној на чистото злато и дека неговата густина е помала од таа на златото. Потоа станува збор за мешавина од злато со полесен материјал или дури и основен метал, покриен само со тенка позлата.
За да го проверите овој метод во пракса, ајде да претпоставиме повторно дека масата на парчето накит е 95 гр и се состои од легура од 60% бакар, 20% цинк и 20% олово (вообичаена легура на фалсификат на злато), ова одговара на специфична тежина (густина) од приближ. 9,5g/cmі. Од волуменот тогаш точно 10 смі 10 cmі грама вода исто така се префрлаат. Познато е дека густината на водата е 1,00 g/cm. Очигледна маса во вода е 95g - 10g = 85гр.
Во 95гр Yellowолто злато 750/1000 (специфична тежина) 15,45g/cmі) е јачината на звукот 6.148смі и има очигледна маса од 95g - 6,148g = во вода 88.852гр.
Значи, ако и двете тела се во вода сега, тоа прави разлика 3,852гр поместување на водата, што билансот ќе го означи со пад на златото 750/1000 и пораст на парчето накит што треба да се тестира.
Исто така, треба да се забележи дека методот со вагата работи дури и ако двете тела немаат иста маса. Вие само треба да ја прилагодите шипката на вагата така што ќе имате рамнотежа пред да го потопите вашето тело во вода.