Tankio nustatymas (Archimedas)
Taip pat: Archimedinis tankio matavimas, hidrostatinis svėrimas, svėrimas po vandeniu
Neardomasis tauriųjų metalų autentiškumo tikrinimo metodas matuojant savitąjį tankį pagal Archimedo principą.
Ar jums patinka tai, ką matote ir skaitote?
Įdedame visą širdį, kad preciousmetalprices.com išliktų greitas, tvarkingas ir nemokamas — jokių mokamų sienų, jokios netvarkos, tik patikimi faktai ir tiesioginės kainos. Jei tai jums padeda, gražiausias būdas padėkoti — perduoti tai kitiems. Kiekvienas pasidalijimas padeda kitam investuotojui mus atrasti ir palaiko projektą gyvą. 💛
Ar jums patinka tai, ką matote ir skaitote?
Įdedame visą širdį, kad preciousmetalprices.com išliktų greitas, tvarkingas ir nemokamas — jokių mokamų sienų, jokios netvarkos, tik patikimi faktai ir tiesioginės kainos. Jei tai jums padeda, gražiausias būdas padėkoti — perduoti tai kitiems. Kiekvienas pasidalijimas padeda kitam investuotojui mus atrasti ir palaiko projektą gyvą. 💛
Tankio nustatymas pagal Archimedo principą yra vienas patikimiausių ir kartu prieinamiausių metodų tauriųjų metalų dirbinių autentiškumui patikrinti. Kiekviena medžiaga turi būdingą savitąjį tankį – tvirtą masės ir tūrio santykį –, kuris dėl lydinių, klastotės medžiagų ar tuštumų pastebimai keičiasi. Metodas neardomasis, nereikalauja cheminių medžiagų ir yra atkuriamas paprastomis priemonėmis.
Archimedo principas
Graikų matematikas Archimedas iš Sirakūzų (apie 287–212 m. pr. Kr.) suprato, kad į skystį panardintas kūnas patiria keliamąją jėgą, tiksliai atitinkančią išstumto skysčio kiekio svorį. Tauriųjų metalų tankio nustatymui tai reiškia:
ρ_objekto = (m_ore / (m_ore − m_vandenyje)) × ρ_vandens
Legenda:
ρ_objekto= ieškomas tikrinamo objekto tankis (g/cm³)m_ore= objekto svoris ore (g)m_vandenyje= objekto svoris panardinus į vandenį (g)ρ_vandens= vandens tankis (≈ 0,9982 g/cm³ esant 20 °C)
Skirtumas m_ore − m_vandenyje atitinka keliamąją jėgą ir kartu išstumto vandens tūrį. Padalijus svorį ore iš šio tūrio, gaunamas objekto tankis.
Žingsnis po žingsnio
- Sausą objektą pasverti – naudoti bent 0,01 g skiriamosios gebos tikslias svarstykles; reikšmę užrašyti kaip
m_ore. - Paruošti vandenį – distiliuotą arba filtruotą vandenį kiek įmanoma pastovesnės temperatūros (idealu 20 °C). Vandens temperatūrą ir tankį ρ_vandens nuskaityti iš lentelės arba priimti ≈ 0,9982 g/cm³.
- Įrengti povandeninį pakabinimą – objektą ant plono siūlo ar vielos pakabinti po svarstyklių lėkšte į vandenį, neliečiant indo dugno. Daug tikslių svarstyklių turi kabliuką pakabinimui apačioje.
- Pasverti po vandeniu – reikšmę užrašyti kaip
m_vandenyje. - Apskaičiuoti tankį – taikyti formulę; rezultatą palyginti su lentelės etaloninėmis reikšmėmis.
Svarbiausių tauriųjų metalų ir klastotės medžiagų etaloniniai tankiai
| Medžiaga | Tankis (g/cm³) | Pastaba |
|---|---|---|
| Auksas 999,9 (grynas) | 19,32 | Etaloninė reikšmė |
| Auksas 750 (18 karatų) | 15,1–16,4 | priklausomai nuo lydinio |
| Auksas 585 (14 karatų) | 13,0–14,5 | priklausomai nuo lydinio |
| Volframas | 19,25 | dažniausia aukso klastotė |
| Platina 999 | 21,45 | gerokai sunkesnė nei auksas |
| Sidabras 999 | 10,49 | Etaloninė reikšmė |
| Sidabras 835 | 10,0–10,2 | būdinga stalo įrankiams |
| Švinas | 11,34 | senesnės klastotės |
| Žalvaris | 8,4–8,7 | pigios klastotės |
| Varis | 8,96 | auksuotas vos atpažįstamas |
Lentelė rodo, kodėl volframas yra pavojingiausias klastojimo būdas: su 19,25 g/cm³ jis taip artimas gryno aukso 19,32 g/cm³ reikšmei, kad tik itin tikslūs matavimai (±0,01 g/cm³) arba papildomi metodai – pvz., rentgeno fluorescencijos analizė ar ultragarsinė patikra – leidžia patikimai atskirti.
Privalumai ir ribos
Privalumai:
- Neardomasis ir be cheminių medžiagų
- Patikimai aptinka tuštumas, užpildus ir netikrus lydinius
- Mažos sąnaudos: pakanka tikslių svarstyklių su pakabinimo kabliuku ir indo su vandeniu
- Tinka luitams, monetoms ir papuošalams
Ribos ir klaidų šaltiniai:
- Oro burbuliukai ant objekto iškraipo keliamąją jėgą (prieš matuojant objektą nuriebalinti)
- Labai maži objektai (mažiau nei 1 g) reikalauja mikrosvarstyklių patikimiems rezultatams
- Volframo šerdis auksu dengtame luite gali priartinti bendrą tankį prie etaloninės reikšmės, jei santykis tinkamas – čia papildomai reikia ultragarsinės patikros arba gręžimo bandinio
- Nežinomos sudėties lydiniai duoda tik įtartiną reikšmę, ne vienareikšmę prabą
- Nelygūs paviršiai (raštai, rantymai) ir prilipęs oras reikalauja kruopštaus paruošimo
Derinimas su kitais tikrinimo metodais
Patikimam vertinimui tankio nustatymą rekomenduojama naudoti kaip pirmąjį etapą daugiapakopiame tikrinimo protokole:
- Tankio nustatymas – greitas apytikslis įvertinimas (klastotė ar tikėtina)
- Magneto testas – atmeta feromagnetines klastotės medžiagas
- Skambesio testas – rodo tuštumas
- Rentgeno fluorescencijos analizė (XRF) – tiksli elementinė paviršiaus sudėtis
- Rūgšties testas – cheminis įrodymas įtarus auksuotą klastotę
Monetoms ir luitams, kurių vertė lyginama su dabartine aukso kaina, tankio nustatymas suteikia tvirtą pirminę orientaciją, prieš tai kai prekiautojas ar rafinavimo gamykla dirbinį formaliai įvertins.
Praktinis patarimas: temperatūros korekcija
Didžiausią tankį vanduo turi esant 4 °C (1,0000 g/cm³). Kambario temperatūroje 20 °C jis yra 0,9982 g/cm³. Kas nori matuoti ±0,05 g/cm³ tikslumu, turėtų išmatuoti faktinę vandens temperatūrą ir naudoti atitinkamą tankio reikšmę iš etaloninės lentelės. Daugumai namų patikrų pakanka apytikslės 0,998 g/cm³ reikšmės.
Trumpai įsiminti
Archimedinis tankio nustatymas yra paprastas, patikimas ir nebrangus įrankis pirminei tauriųjų metalų autentiškumo patikrai. Jis iškart aptinka daugumą klastočių – tik kokybiškos volframo klastotės reikalauja papildomų metodų. Derinamas su svorio ir matmenų patikra per monetos svorio tikrintuvą, jis apima platų kasdienių tikrinimo situacijų spektrą.
Šaltiniai: LBMA Good Delivery Rules (lbma.org.uk), Lietuvos metrologijos inspekcija (metrinsp.lt), BIPM.