Autobahngold - Archimedov vodný test (metóda Vitruvius)
Ako ďalší spôsob výpočtu pravosti zlatých šperkov slúži vodná skúška, ktorú vykonal Syrakúzy Archimedes (287 pred Kr. - 212 pred Kr.).
Vďaka tomu môžete skontrolovať, či ide o skutočný alebo falošný šperk z dôvodu rozdielnej hustoty kovov.
Ako zistíte hustotu tela? Je dobré, že tam bol starý dobrý Archie. Príbeh, prečo Archimedes okrem bojového pokriku fanúšikov gréckeho futbalu „Heureka“ vymyslel test zlata, by mal poznať každý čitateľ.
Archimedes uznal, že každé telo, ktoré je úplne ponorené do vody, vytláča vo vode svoj vlastný objem (nesmie sa to zamieňať s jeho hmotnosťou). Pretože je známe, že voda má hustotu 1 g/cmі, množstvo vytlačenej vody presne zodpovedá objemu tela v cmі. .
Odhaľuje sa toto: Ak ponoríte predmet s určitým objemom do vody bez pretečenia, zjavne stráca váhu, presne tak, ako objem tela vytláča vodu.
Objem tela sa počíta zo vzorca:
Objem = hmotnosť (hmotnosť vg)/špecifická hmotnosť tela vg/cmі
Naopak, ak je známa špecifická hmotnosť kovu v tele (pre rôzne zliatiny zlata, tu pre zlato a tu pre základné kovy), je možné objem vypočítať.
Napríklad telo vyrobené zo žltého zlata 750/1000 s hmotnosťou 95 g má objem (95 g/15,45 g/cmі) = 6,14 cmі. Takže toto telo vytesní do vody 6,14 ml (= g). To znamená, že ak je toto teleso úplne ponorené do vody bez toho, aby sa dotklo stien nádoby alebo dna a bez pretečenia vody z nádoby, predmet zjavne stratí váhu, ktorú premiestnil.
Ak viazate vyššie uvedené Objekt s hmotnosťou 95 g na pružinovej rovnováhe ukazuje rovnováha vo vzduchu týchto 95 g ako váhu. Ak ponoríte tento predmet zavesený na váhe do vody, váha sa zníži o 6,14 g vypočítaných vyššie. Stupnica teraz zobrazuje iba (95 g - 6,14 g) = 88,86 g.
Toto meranie samozrejme funguje aj v opačnom smere. Inými slovami, ak odvážite celé nastavenie merania, t. J. Najskôr zmerajte hmotnosť nádoby naplnenej vodou, najskôr bez a potom s ponoreným predmetom.
Ak máte dostatočne presnú digitálnu kuchynskú váhu, môžete na ňu položiť nádobu s vodou, ktorá je dostatočne veľká na to, aby pojala šperk, ktorý sa má otestovať, na nite a potom najskôr naplnenú nádobu na vodu odvážte bez ponoreného predmetu a poznačte si to na Hmotnosť uvedená na váhe. Potom predmet priviažete o tenkú niť, podržíte ju nad nádobou a potom ponoríte predmet úplne visiaci na nite do nádoby na vodu. Teraz si zapíšte teraz zobrazenú hodnotu.
1. Príklad merania:
Máme šperk zlatej farby, ktorý 95 g (= Hmotnosť) váži.
Je vážená nádoba naplnená vodou, napr. 436 g odvážený a teraz ukazuje váhy po ponorení predmetu (s hmotnosťou 95 g) 442,14 g, špecifická hmotnosť kovu sa dá vypočítať z rozdielu:
- Rozdiel hmotnosti v g = (nádoba s vodou + ponorený predmet) - nádoba s vodou vg (442,14 g - 436 g) = 6,14 g = 6,14 ml = 6,14 cm
- Objemový rozdiel v cmі = hmotnostný rozdiel v cmі = 6,14 cm
- Zdanlivá hmotnosť predmetu vo vode v g = hmotnosť šperku - hmotnostný rozdiel v g = 95 g - 6,14 g = 88,86 g
- Objem v cmі = Zdanlivá hmotnosť predmetu vo vode v cmі = 88,86 g = 88,86 ml = 88,86 cm
- Merná hmotnosť položky vg/cmі = rozdiel hmotnosti vg/objeme v cmі = 95g/6,14cmі = 15,50 g/cmі
Žlté zlato s 750/1000 dielmi čistého zlata má špecifickú hmotnosť 15,45 g/cmі. Minimálny rozdiel je spôsobený nepresnosťou merania váhy.
Výsledok: Špecifická hmotnosť šperku zodpovedá špecifikácii. Váha žltého zlata 750/1000
2. Príklad merania:
Teraz rovnakým spôsobom kontrolujeme rovnako ťažký, zlato vyzerajúci šperk 95 g (= Omša):
Opäť máme so sebou celú svoju vodnú nádobu 436 g po odvážení šperku (s hmotnosťou 95 g) sa váha zobrazí 446,55 g o.
- Rozdiel hmotnosti v g = (nádoba s vodou + ponorený predmet) - nádoba s vodou vg (446,55 g - 436 g) = 10,55 g = 10,55 ml = 10,55 cm
- Objemový rozdiel v cmі = hmotnostný rozdiel v cmі = 10,55 cm
- Zdanlivá hmotnosť predmetu vo vode v g = hmotnosť šperku - hmotnostný rozdiel v g = 95 g - 10,55 g = 84,45 g
- Objem v cmі = Zdanlivá hmotnosť predmetu vo vode v cmі = 84,45 g = 84,45 ml = 84,45 cm
- Merná hmotnosť kovu tela vg/cmі = rozdiel hmotnosti vg/objeme v cmі = 95g/10,55cmі = 9,0 g/cmі
Výsledok: Šperk má iba jednu špec. hmotnosť 9,0 g/cmі a preto ho možno identifikovať ako falzifikát s tenkým zlatým pokovovaním.
Falzifikáty vyrobené z obyčajného kovu majú zvyčajne špecifickú hmotnosť max. 9,5 g/cmі (Zmes medi, zinku a olova) alebo menej, ale nikdy viac ako 10,87 g/cmі (pretože potom by to malo byť takmer určite červené zlato AU 333/1000 - alebo olovo, ale to je nakoniec rozpoznané podľa farby).
Podstatný rozdiel medzi skutočnými a falošnými šperkami je viditeľný z rozdielu v zjavnej hmotnosti predmetov vo vode. V týchto príkladoch by to bolo (446,55 g - 442,14 g) 4,41 g, tak 4,64% skutočná váha.
Tento výpočet preto môže slúžiť aj na odlíšenie alebo kontrolu pravosti.
Potrebné výpočty môžete ľahko vykonať v našej testovacej kalkulačke bez toho, aby ste sa museli zaoberať tu uvedenými vzorcami.
Anotácia: Ak pre tento test použijete kuchynské váhy, ktoré pracujú s presnosťou +/- 1 g, môžete nepochybne otestovať iba šperky s hmotnosťou viac ako približne 40 g. U ľahších vzoriek by ste mali používať váhy s +/- 0,1 g, aby ste dosiahli dostatočnú presnosť.
Od čitateľa sme dostali nasledujúce zhrnutie vzorcov opísaného postupu skúšky, ktoré tu radi zverejníme:
mP = hmotnosť skúšobného telesa [g]
mT = hmotnosť vytlačenej vody (ponorná hmotnosť) [g]
dP = hustota testovaného telesa [g/cmі]
dF = hustota vody [g/cmі]
VF = objem vytlačenej vody [cmі]
(1) mT = VF * dF // Pozadie: Vztlaková sila sa rovná hmotnosti vytlačeného objemu kvapaliny (Archimedov zákon)
(4) dP = mP/mT * dF
(5) dP = mP/mT * (1 g/cmі) // => hustota skúšobného telesa zodpovedá jeho hmotnosti vydelenej ponornou hmotnosťou.
Úprava vyššie uvedeného Metóda merania a testovania je tzv.
Meranie lúčovej stupnice:
Jeden vezme váhu lúčov, na ktorej jednom konci je šperk, ktorý sa má testovať, a na druhom konci kúsok testovaného zlata s rovnakou jemnosťou a približne rovnakou hmotnosťou (hmotnosťou) ako šperk. Teraz je váha tarovaná (uvedená do vodorovnej polohy posunutím bodu zavesenia). Potom ponoríte šperk a zlato, ktoré visia na váhe, do nádoby plnej vody. Ak váhy zostanú v rovnováhe, znamená to, že hustota šperkov je rovnaká ako hustota zlata, inými slovami aj zo zlata. Ak sa však váha nakloní na stranu testovaného zlata, dokazuje to, že objem šperkov je väčší ako objem čistého zlata a že jeho hustota je menšia ako hustota zlata. Je to potom zmes zlata s ľahším materiálom alebo dokonca z obyčajného kovu, iba pokrytá tenkým zlacením.
Aby sme si túto metódu v praxi overili, predpokladajme znova, že hmotnosť šperku je 95 g a pozostáva zo zliatiny 60% medi, 20% zinku a 20% olova (obvyklá zliatina pre falšovanie zlata), čo zodpovedá špecifickej hmotnosti (hustote) približne. 9,5 g/cmі. Keďže objem potom presne 10 cm Posunie sa tiež 10 cmі gramov vody. Je známe, že hustota vody je 1,00 g/cmі. Zdanlivá hmotnosť vo vode je 95 g - 10 g = 85 g.
O 95 g Žlté zlato 750/1000 (špecifická hmotnosť 15,45 g/cmі) je objem 6 148 cm a má zdanlivú hmotnosť 95 g - 6,148 g = vo vode 88 852 g.
Takže ak sú teraz obe telá vo vode, má to význam 3,852 g výtlak vody, čo bude bilancia indikovať poklesom zlata 750/1000 a nárastom šperku, ktorý sa má testovať.
Je tiež potrebné poznamenať, že metóda s váhami funguje, aj keď tieto dve telesá nemajú rovnakú hmotnosť. Musíte len nastaviť stupnicu váh tak, aby ste mali rovnováhu skôr, ako ponoríte svoje telo do vody.