Специфично тегло
Също: Относителна плътност, Съотношение на плътности, спец. тегло
Специфичното тегло (наричано още относителна плътност) показва колко по-тежко е дадено вещество в сравнение с водата (плътност 1,0 g/cm³) и е един от най-надеждните показатели за проверка на автентичността на благородни метали.
Специфичното тегло (специализиран термин: относителна плътност) е безразмерна величина, която описва отношението на плътността на едно вещество към плътността на чистата вода при 4 °C (= 1,0 g/cm³). На практика понятието често се употребява синонимно с плътността в g/cm³, тъй като числената стойност е идентична. За купувачите и проверителите на благородни метали величината е незаменима: истинско златно кюлче при еднакъв размер се усеща осезаемо по-тежко от фалшификат от по-лек метал – специфичното тегло издава измамата.
Формула и измерване
Плътността се получава от масата и обема:
ρ = m / V
ρ = Плътност в g/cm³
m = Маса в грамове (сухо претегляне)
V = Обем в cm³
Обемът при неправилни обекти (монети, златен скрап) трудно се измерва пряко. Най-елегантният метод е принципът на Архимед: претегля се предметът сух, после потопен във вода. Разликата съответства на теглото на изместената вода – от нея следва обемът, оттам плътността. Нашият калкулатор за проверка на автентичност извършва това изчисление стъпка по стъпка.
Специфични тегла в сравнение
| Метал | Плътност (g/cm³) | Забележка |
|---|---|---|
| Осмий | 22,59 | най-плътният стабилен елемент |
| Иридий | 22,56 | вторият по плътност елемент |
| Платина | 21,45 | по-тежка от златото |
| Злато (999) | 19,32 | най-важната референтна стойност |
| Волфрам | 19,25 | опасен метал за фалшификати |
| Паладий | 12,02 | значително по-лек от златото |
| Сребро (999) | 10,49 | добре измерим |
| Мед | 8,96 | базов метал в сплавите |
| Алуминий | 2,70 | веднага забележимо лек |
Близостта на волфрама (19,25 g/cm³) до стойността на златото (19,32 g/cm³) прави волфрамовите фалшификации трудни за разобличаване само чрез тест на плътността – тук са нужни допълнителни методи като ултразвук или рентгенофлуоресценция.
Влияние на чистотата върху плътността
Сплавите се отклоняват от стойностите на чистите метали. Колкото по-ниска е чистотата, толкова по-силно легиращият метал влияе на общата плътност:
- 750 злато (18 карата): ок. 15,5–16,5 g/cm³ (според легиращия метал)
- 585 злато (14 карата): ок. 12,9–14,0 g/cm³
- 925 сребро (стерлингово): ок. 10,36 g/cm³
Който иска да изчисли стойността при претопяване на старо злато, се нуждае от чистотата – а който не я знае, може да я стесни чрез комбинирано измерване на плътност и тегло. Проверката на теглото на монета съпоставя зададено и действително тегло за разпространени монети автоматично.
Практическа проверка на автентичността
- Сухо претегляне с прецизна везна (разделителна способност 0,01 g или по-добра).
- Претегляне в потопено състояние в дестилирана вода (конец или кошничка, без въздушни мехурчета).
- Изчисляване на обема: V = (Суха маса − Маса под вода) / 1,0 g/cm³
- Изчисляване на плътността: ρ = Суха маса / V
- Сравняване на резултата със зададените стойности в таблицата по-горе.
Отклонение от повече от ± 0,5 g/cm³ от зададената стойност е сериозен предупредителен сигнал. При монети се препоръчва допълнително проверка на размера на монета (диаметър и дебелина).
Накратко
Специфичното тегло е един от най-старите и надеждни физични методи за проверка на материала – Архимед се смята, че е осъзнал основната идея още през 3-ти век пр. Хр. За притежателите на благородни метали важи: който комбинира везна и чаша вода, може безплатно и без лаборатория да разобличи много фалшификати.