Ο γρανίτης είναι ανοιχτόχρωμος παρεμβατικό βράχο που απαντάται κυρίως σε ορεινές περιοχές του ηπειρωτικού φλοιού. Ας δοκιμάσουμε τον γρανίτη για ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Ο γρανίτης δεν είναι σε καμία περίπτωση εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρισμού. Ο γρανίτης είναι ένα πυριγενές μείγμα από πλαγιόκλαση, άστριο και χαλαζία. Αυτές οι ουσίες είναι όλες κακοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Χαλαζίας αποτελείται από διοξείδιο του πυριτίου, όπως και το γυαλί.
Ο χαλαζίας και το γυαλί λειτουργούν καλά μονωτήρες. Επιπλέον, ένας εξαιρετικός μονωτήρας είναι ο άστριος. Θα εξετάσουμε την ηλεκτρική αγωγιμότητα του γρανίτη, πώς ο γρανίτης άγει τον ηλεκτρισμό και αν το μάρμαρο άγει το ηλεκτρισμό.
Πώς ο γρανίτης άγει τον ηλεκτρισμό;
Ο γρανίτης συνήθως ζυγίζει 2.65 έως 2.75 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό κατά μέσο όρο. Ας δούμε πώς ο γρανίτης άγει τον ηλεκτρισμό.
Η υψηλή πυκνότητα των ελεύθερων ηλεκτρονίων στον γρανίτη καθιστά ευκολότερο τα ιόντα να περνούν φορτίο μεταξύ τους. Ο γρανίτης έχει ατομική δομή που του επιτρέπει να είναι βιώσιμος για τη ροή του ηλεκτρισμού χωρίς να χρησιμοποιεί πολλή ενέργεια για την αποστολή ιόντων από το ένα άτομο στο άλλο. Ένα πυριγενές πέτρωμα με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο θεωρείται γρανίτης.
Η εφαρμογή πίεσης και η επακόλουθη παραμόρφωση των κρυστάλλων που αποτελούν το πέτρωμα σε πολλούς διαφορετικούς τύπους πετρωμάτων, κυρίως γρανίτη, μετατρέπουν ορισμένα από τα άτομα οξυγόνου σε αυτούς τους κρυστάλλους σε φορείς φορτίου. Αυτά τα άτομα είναι θετικά φορτισμένα επειδή δεν διαθέτουν ηλεκτρόνιο.
Είναι ο γρανίτης κακός αγωγός του ηλεκτρισμού;
Τα πρωτογενή ορυκτά στο γρανίτη έχουν θερμική αγωγιμότητα που κυμαίνονται από 1.6 έως 1.7 W/mK σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ας ελέγξουμε για να ανακαλύψουμε εάν η πέτρα άγει το ηλεκτρισμό κακώς.
Η ηλεκτρική ενέργεια δεν μεταφέρεται καλά μέσω του γρανίτη. Επειδή ο γρανίτης δεν είναι πολύ καλός αγωγός αυτής της πιο κοινής μορφής ενέργειας, τα ηλεκτρόνια από τον καταπονημένο βράχο δεν μπορούν να ακολουθήσουν τις οπές.
Ο γρανίτης έχει θερμική αγωγιμότητα 0.03 W/mK σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, η οποία είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή του αέρα. Ως αποτέλεσμα, η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται καθώς αυξάνεται το πορώδες.
Ηλεκτρική αγωγιμότητα γρανίτη
Όλες οι απαραίτητες ιδιότητες που απαιτούνται για να χρησιμοποιηθεί ο γρανίτης ως πέτρα διάστασης υπάρχουν στον γρανίτη. Ας εξετάσουμε την ηλεκτρική αγωγιμότητα του γρανίτη.
Η ικανότητα διαφορετικών υλικών γρανίτη να μεταδίδουν ηλεκτροκινητική δύναμη ή θερμό αέρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει την ηλεκτρική αγωγιμότητα του γρανίτη.
Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά των υλικών της γης τα επηρεάζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα: η ποσότητα της υπάρχουσας αργίλου, το πορώδες τους, διαπερατό, περιεκτικότητα σε μέταλλο και επίπεδο κορεσμού πόρων.
Το μάρμαρο άγει ηλεκτρισμό;
Όταν ο ασβεστόλιθος υποβάλλεται στη θερμότητα και την πίεση της μεταμόρφωσης, το μάρμαρο δημιουργείται ως μεταμορφωμένο πέτρωμα. Ας δοκιμάσουμε την πέτρα για ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Το μάρμαρο δεν μεταφέρει αποτελεσματικά τον ηλεκτρισμό. Λόγω του γεγονότος ότι τα περισσότερα μάρμαρα περιορίζουν τη ροή του ηλεκτρισμού, το μάρμαρο έχει χρησιμοποιηθεί ιστορικά για τη δημιουργία ηλεκτρικών μονωτών.
Τα υψηλότερα επίπεδα μόνωσης καθιστούν μια ουσία λιγότερο αγώγιμη επειδή υπάρχουν λιγότερα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο υλικό.
Ο γραφίτης άγει ηλεκτρισμό σε στερεά κατάσταση;
Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι ο γραφίτης έχει α σημείο βρασμού περίπου 3827 βαθμών Κελσίου, ή 4098 βαθμών Κέλβιν. Ας ελέγξουμε αν ο στερεός γραφίτης μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό.
Στη στερεά του κατάσταση, ο γρανίτης είναι ένας ηλεκτρικός αγωγός. Κάθε άτομο άνθρακα στο γρανίτη σχηματίζει έναν ομοιοπολικό δεσμό με άλλα τρία άτομα άνθρακα, που δίνει στο υλικό τη δομή του. Κάθε άτομο άνθρακα έχει ένα μόνο τελικό ηλεκτρονίου που δεν είναι προσκολλημένο σε οποιοδήποτε άλλο άτομο άνθρακα και είναι ελεύθερο να κινείται.
Το απεριόριστο ελεύθερο ηλεκτρόνιο περιπλανιέται σε όλη τη μήτρα του γραφίτη και δεν σχηματίζει δεσμούς με την προϋπόθεση ή την παραδοχή. Τα ελεύθερα άτομα έχουν την ικανότητα να μεταναστεύουν προς ή από αυτό το στρώμα.
Ο γραφίτης άγει ηλεκτρισμό όταν λιώσει;
Καθώς ο άνθρακας ωθείται στην υψηλή πίεση, τη θερμότητα του ανώτερου φλοιού και του μανδύα της γης, δημιουργείται γραφίτης. Ας δούμε αν ο λιωμένος γραφίτης μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό.
Όταν λιώσει, ο γραφίτης είναι ένας αποτελεσματικός αγωγός του ηλεκτρισμού. Αυτό οφείλεται στη μοριακή του δομή, η οποία επιτρέπει την ελεύθερη κίνηση των ηλεκτρονίων μέσα από αυτό.
Ο γραφίτης αποτελείται από άτομα άνθρακα με τέσσερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό τους περίβλημα. Ενώ τα άλλα τρία ηλεκτρόνια σχηματίζουν έναν συμπαγή δεσμό, το τέταρτο ηλεκτρόνιο είναι μετατοπισμένο ή ελεύθερο να ταξιδέψει. Τα στρώματα του γρανίτη κυμαίνονται μεταξύ απλών και διπλών δεσμών. Τα στρώματα μπορούν να διασχιστούν εύκολα από ηλεκτρόνια σε αυτόν τον τύπο διάταξης.
Ο γρανίτης μεταφέρει τη θερμότητα;
Ο γρανίτης έχει σημείο τήξης 1260 βαθμούς Κελσίου. Ας ελέγξουμε τη θερμική αγωγιμότητα του γρανίτη.
Ο γρανίτης μπορεί να μεταφέρει θερμότητα. Για να εξεταστούν οι επιπτώσεις του πορώδους και της περιεκτικότητας σε νερό στη θερμική αγωγιμότητα, δοκιμάστηκαν οι θερμικές αγωγιμότητες του γρανίτη κάτω από διάφορες συνθήκες αραιότητα της ύλης και την περιεκτικότητα σε νερό.
Οι θερμικές αγωγιμότητες για τα ξηρά δείγματα κυμαίνονται από 3.12 W/mK για πετρώματα χαμηλού πορώδους έως 2.12 W/mK για πετρώματα με υψηλό πορώδες. Τα δείγματα του ίδιου γρανίτη που έχουν εκτεθεί σε νερό παρουσιάζουν υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα από τα ξηρά δείγματα.
Συμπέρασμα
Ο λευκός γρανίτης, ο μαύρος γρανίτης, ο μαύρος και ο άσπρος γρανίτης, ο ροζ γρανίτης, ο κόκκινος γρανίτης, ο μπλε γρανίτης και ο πράσινος γρανίτης είναι μόνο μια χούφτα από τα διαφορετικά χρώματα γρανίτη που μπορούν να παραχθούν με την ανάμειξη κρυστάλλων γρανίτη. Ο γρανίτης έχει χρησιμοποιηθεί για χιλιάδες χρόνια ως πέτρα διάστασης, οικοδομικό υλικό και πέτρα, διακοσμητική πέτρα.
