Autobahngold - Archimédész víztesztje (Vitruvius-módszer)
Syracuse Archimedes (Kr. E. 287 - Kr. E. 212) víztesztje további eszközként szolgál az arany ékszerek hitelességének kiszámításához.
Ezzel ellenőrizheti, hogy a fémek különböző sűrűsége miatt valódi vagy hamis ékszerről van-e szó.
Nos, hogyan határozhatja meg a test sűrűségét? Jó, hogy ott volt a jó öreg Archie. Azt a történetet, hogy Archimedes miért találta ki az aranypróbát a görög futballrajongók "Heureka" harci kiáltása mellett, minden olvasónak ismernie kell.
Archimédész felismerte, hogy minden test, amely teljesen vízbe merül, saját térfogatát (nem keverendő össze tömegével) vízbe szorítja. Mivel a víz sűrűsége köztudottan 1 g/cm, a kiszorított víz mennyisége pontosan megfelel a test térfogatának cm .
Ez a következőket tárja fel: Ha egy bizonyos térfogatú tárgyat vízbe merít, anélkül, hogy a víz túlcsordulna, az nyilvánvalóan súlyát veszíti, pontosan annyit, amennyit a test térfogata kiszorít a vízből.
A test térfogatát a következő képlet alapján számítják ki:
Térfogat = tömeg (tömeg g-ban)/a test fajsúlya g/cmі-ben
Ezzel szemben, ha ismert a test fémének fajsúlya (a különböző aranyötvözeteknél, itt az aranynál, itt az nemesfémeknél), akkor a térfogat kiszámítható.
Például egy 750/1000 sárga aranyból készült test tömege 95 g, amelynek térfogata (95 g/15,45 g/cmі) = 6,14 cm. Tehát ez a test 6,14 ml (= g) mennyiséget szorít ki a vízben. Ez azt jelenti, hogy ha ez a test teljesen elmerül a vízben anélkül, hogy megérintené az edény falát vagy az alját, és anélkül, hogy az edényből kiáradna a víz, akkor a tárgy nyilvánvalóan elveszíti az elmozdított súlyát.
Ha megköti a fentieket Ha 95 g tömegű tárgy van egy rugós mérlegen, a levegőben lévő egyensúly ezt a 95 g-ot súlyként mutatja. Ha ezt a mérlegen lógó tárgyat vízbe meríti, a mérlegen megjelenő súly kijelzése a fentiekben számított 6,14 g-mal csökken. A skála most csak azt mutatja (95 g - 6,14 g) = 88,86 g.
Természetesen ez a mérés az ellenkező irányban is működik. Más szavakkal, ha megmérjük a teljes mérési beállítást, azaz először megmérjük a vízzel megtöltött edény súlyát, először bemerített tárgy nélkül.
Ha rendelkezik kellően pontos, digitális konyhai mérleggel, akkor tegyen rá egy edényt vízzel, amely elég nagy ahhoz, hogy a tesztelendő ékszert egy szálon tartsa, majd először lemerítse a megtöltött víztartályt mártott tárgy nélkül, és jegyezze fel a A skálán megjelenített súly. Ezután a tárgyat egy vékony cérnához kötözi, az edény fölött tartja, majd teljesen a szálon lógó tárgyat a vízedénybe meríti. Most írja le a most megjelenített értéket.
1. Mérési példa:
Van egy arany színű ékszerünk, amely 95g (= Tömeg) súlya.
Meg van-e töltve a lemért edény vízzel?. 436g lemérte, és most megmutatja a mérleget az objektum bemerítése után (95 g tömegű) 442,14g, a fém fajsúlya a különbségből számítható:
- Súlykülönbség g = (edény vízzel + merített tárgy) - edény vízzel g-ben (442,14g - 436g) = 6,14 g = 6,14 ml = 6,14 cm
- Térfogat-különbség cm = súlykülönbség cm = 6.14cmі
- A tárgy látszólagos súlya a vízben, g = ékszer súlya - súlykülönbség g = 95 g - 6,14 g = 88,86g
- Térfogat cm-ben = Az objektum látszólagos súlya a vízben cm-ben = 88.86g = 88.86ml = 88,86cmі
- Az árucikk fajsúlya g/cmі = tömeg g/térfogatkülönbségben cm = 95 g/6,14 cmі = 15,50g/cmі
Sárga arany 750/1000 rész finom arannyal rendelkezik 15,45 g/cmі. A legkisebb különbség a mérleg pontatlanságának tudható be.
Eredmény: Az ékszer fajsúlya megegyezik a specifikációval. Sárga arany súlya 750/1000
2. Mérési példa:
Most ugyanolyan nehéz, arany kinézetű ékszert ellenőrizünk 95g (= Szentmise):
Ismét velünk van a teljes víztartályunk 436g lemérve, az egyensúly most megmutatja az ékszer (95 g tömegű) bemerítése után. 446,55g nál nél.
- Súlykülönbség g = (edény vízzel + elmerült tárgy) - edény vízzel g-ben (446,55g - 436g) = 10,55g = 10,55 ml = 10,55 cm
- Térfogat-különbség cm = súlykülönbség cm = 10.55cmі
- A tárgy látszólagos súlya a vízben, g = ékszer súlya - súlykülönbség g = 95 g - 10,55 g = 84,45 g
- Térfogat cm-ben = Az objektum látszólagos súlya a vízben cm-ben = 84,45 g = 84,45 ml = 84.45cmі
- A test fémének fajlagos tömege g/cmі = tömeg g/térfogatkülönbségben cm = 95 g/10,55 cmі = 9,0 g/cmі
Eredmény: Az ékszernek csak egy spec. súlya 9,0 g/cmі és ezért vékony aranybevonatú hamisításként azonosítható.
Az nem nemesfémből készült hamisítványok fajlagos tömege általában max. 9,5 g/cm (Réz, cink és ólom keveréke) vagy kevesebb, de soha nem több 10,87 g/cm (mert akkor szinte biztosan vörös aranyból kell lennie AU 333/1000 - vagy ólomból, de végül a szín alapján meg lehet állapítani).
Jelentős különbséget láthat a valódi és a hamis ékszerek között a vízben lévő tárgyak látszólagos súlyának különbségétől. Ezekben a példákban ez lenne (446,55 g - 442,14 g) 4,41 g, így 4,64% valódi súly.
Ez a számítás tehát a hitelesség megkülönböztetésére vagy ellenőrzésére is szolgálhat.
Könnyedén elvégezheti a szükséges számításokat tesztkalkulátorunkban anélkül, hogy foglalkoznia kellene az itt felsorolt képletekkel.
Megjegyzés: Ha ehhez a teszthez olyan konyhai mérlegeket használ, amelyek +/- 1 g pontossággal működnek, akkor kétségtelenül csak kb. 40 g-nál nagyobb ékszereket tesztelhet. Könnyebb minták esetén a megfelelő pontosság elérése érdekében +/- 0,1 g mérleget kell használni.
Egy olvasótól kaptuk a következő összefoglalót a leírt teszteljárási képletekről, amelyeket örömmel publikálunk itt:
mP = a vizsgált test tömege [g]
mT = a kiszorított víz tömege (merülési súly) [g]
dP = a teszt test sűrűsége [g/cmі]
dF = a víz sűrűsége [g/cmі]
VF = a kiszorított víz térfogata [cmі]
(1) mT = VF * dF // Háttér: A felhajtóerő megegyezik a kiszorított folyadék térfogatának tömegével (Archimédész törvénye)
(4) dP = mP/mT * dF
(5) dP = mP/mT * (1g/cmі) // => a vizsgált test sűrűsége megegyezik a tömegének osztva a merülési tömeggel.
A fentiek módosítása A mérési és tesztelési módszer az ún.
Sugárskála mérése:
Az egyik egy gerendamérleget vesz fel, amelynek egyik végén van egy tesztelendő ékszer, a másik végén pedig egy tesztelt arany darab, ugyanolyan finomságú és megközelítőleg azonos tömegű (súlyú) mint az ékszer. Most a mérleg tarolt (a felfüggesztési pont eltolásával vízszintesbe hozzuk). Ezután egy vízzel teli edénybe mártja az ékszert és az aranyat, amelyek mind a mérlegen lógnak. Ha a mérleg egyensúlyban marad, ez azt jelenti, hogy az ékszerek sűrűsége megegyezik az aranyéval, más szóval szintén aranyból. Ha azonban a mérleg a tesztelt arany oldalára billen, ez azt bizonyítja, hogy az ékszer térfogata nagyobb, mint a tiszta aranyé, és hogy sűrűsége kisebb, mint az aranyé. Ezután arany keveréke egy könnyebb anyaggal vagy akár nem nemesfémmel is, csak vékony aranyozással borítva.
E módszer gyakorlati ellenőrzéséhez tegyük fel ismét, hogy az ékszer tömege 95 g és 60% réz, 20% cink és 20% ólom ötvözetből áll (szokásos arany hamisító ötvözet), ez kb. 9,5 g/cm. Mivel a kötet akkor pontosan 10cmі 10 cm gramm vizet is eltolnak. A víz sűrűsége köztudottan 1,00 g/cmі. A látszólagos tömeg a vízben 95 g - 10 g = 85g.
Nál nél 95g Sárga arany 750/1000 (fajsúly 15,45 g/cmі) a kötet 6,148cmі és látszólagos tömege 95 g - 6,148 g = vízben 88,852g.
Tehát ha mindkét test jelenleg a vízben van, akkor az különbséget jelent 3,852g víz elmozdulás, amit az egyensúly a 750/1000 arany csökkenésével és a tesztelendő ékszer emelkedésével jelez.
Azt is meg kell jegyezni, hogy a mérleggel végzett módszer akkor is működik, ha a két test nem azonos tömegű. Csak meg kell állítania a mérleg sávját, hogy egyensúlya legyen, mielőtt testét a vízbe merítené.