¿Cómo mido experimentalmente el área de superficie de una roca?

Ignoraría las respuestas que dicen que el área de la superficie está mal definida. En cualquier situación realista, tiene un límite inferior para la precisión de una resolución. Esto es como un pedante que dice que el hidrógeno tiene un volumen mal definido porque la función de onda del electrón no tiene un límite estricto. Técnicamente cierto, pero prácticamente no significativo.

Mi recomendación es un perfilómetro óptico, que puede medir bastante bien el área de la superficie (para escalas de longitud superiores a 400 nm). Este método utiliza un rayo láser coherente e interferometría para mapear la topografía de la superficie del material. Una vez que tenga la topografía, puede integrarla para obtener el área de la superficie.

Las ventajas de este método incluyen: contacto, no destructivo, resolución de área de superficie variable para adaptarse a sus necesidades, muy rápido (segundos a minutos), no requiere ningún consumible además de electricidad.

Las desventajas incluyen: tienes que voltear tu roca para obtener todos los lados y unirlos para obtener la topografía total, los instrumentos son demasiado caros para los aficionados casuales (muchos miles de dólares), sin resolución atómica ( pero la microscopía de túnel de barrido es mejor para eso).

La óptica de estos instrumentos se ve a continuación

Y proporciona un mapa topográfico como el siguiente.

Comentarios

• Si la roca tiene pequeños túneles dentro de ella, este método necesitaría de alguna manera poder escanear dentro de los túneles.
• » no ‘ no requiere nada más que electricidad «: um. Requiere equipos muy costosos y sofisticados. La electricidad es la menor de sus preocupaciones si desea utilizar esta (muy buena) sugerencia.
• @terdon, en la escala de los equipos de análisis de laboratorio estándar, estos perfilómetros ópticos no son costosos ni sofisticados (en comparación con, por ejemplo, , STM, AFM, SEM, FTIR, XRD). Solo quise decir que no ‘ no requiere consumibles para el análisis, solo necesita una toma de corriente. ‘ he editado en consecuencia. Aunque estoy totalmente de acuerdo en que esto es demasiado caro para los aficionados no comerciales.
• @KFGauss, » Una vez que tenga la topografía, puede integrarla para obtener la área de superficie. » – NO ES VERDADERO. No estoy seguro de cómo propone la integración, pero si es a través de una malla 3d, como algunas otras personas aquí, entonces, dependiendo de la malla, puede producir un resultado arbitrariamente grande, infinito en el límite, incluso si la forma es perfectamente liso y convexo. Incluso si sigue agregando puntos a la malla y encogiendo los triángulos, ¡¡¡NO conduce a la convergencia del resultado al área verdadera !!!
• @Kostas, claramente no ‘ t leí el primer párrafo de mi respuesta. Tratar los materiales de la vida real como fractales es incorrecto y demasiado pedante.

El problema es que a medida que aumenta la precisión de la medición, por lo que aumentará el resultado que obtenga.El resultado de un experimento significativo debería converger con el aumento de la precisión, esto no es así.

Esta es una analogía 3D de la paradoja de la costa : la superficie de la roca es fractal, al igual que las costas de los países:

El resultado dirá más de su precisión de medición, que de un área de superficie real.

Obviamente, si la piedra no es muy parecida a un fractal (como si fuera una esfera o una calavera), entonces el resultado convergerá, pero este no es el caso general en las piedras prácticas.

Comentarios

• Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación ha sido movida al chat .
• Esto

La forma en que lo haría es sumergir primero la piedra en esmalte de uñas diluido. Deja que se seque y luego sumerge la piedra en cera líquida caliente. Deja enfriar la cera. Pele la cera de la roca y mida el grosor de la capa de cera. Derretir la cera pelada y medir su volumen. Divida el volumen por el grosor y tendrá el área.

Comentarios

• se asume el mismo grosor. Aprecio el esmalte de uñas para que la cera no se absorba pero creo que no se despega. ¿Qué pasa con la misma lógica con el caramelo? Deje que se solidifique, luego rómpalo y péselo.
• Probablemente la forma correcta sea pesarse, luego comerse el caramelo y luego volver a pesarse. Pero sería necesario conocer la densidad del caramelo.
• Esto daría un límite inferior en el área de la superficie, de la misma manera que podría obtener un límite inferior en la longitud de Inglaterra ‘ s costa usando un mapa de una página de Inglaterra.
• Eso es cierto. La superficie » real » es (aproximadamente) fractal y del orden del área de la superficie de un grano de cristal multiplicado por el número de granos en la roca. Sin embargo, ‘ supongo que el OP está buscando el área de superficie que el » método de caramelo » medidas.
• -1 de mí. Esto va a ser realmente impreciso porque la cera se arrastrará a un grosor muy desigual por la gravedad.

Preferiría una precisión de al menos una centésima parte del tamaño de la piedra.

1. Pese la piedra.
2. Sumerja la piedra en pintura fina; deje que el exceso gotee.
3. Pese la piedra.
4. Repita los pasos 1-3 con un objeto cuadrado de 1 cm ² .

Divida el peso de la pintura de la piedra por el peso de la pintura del cuadrado para obtener el área de superficie de la piedra.

Esto supone que ha definido el «área de superficie» de un objeto real, y «el tamaño de la piedra» significa un círculo de diámetro igual al diámetro más grande de la piedra (o alguna otra interpretación razonable).

Comentarios

• Los líquidos llenarían las grietas donde no gotearían debido a la tensión superficial.
• @Pieter: Se podría considerar razonablemente que esas grietas contribuyen al área de la superficie.
• @dotancohen Sí, pero el ancho del líquido en una grieta podría ser mucho mayor que el espesor en una superficie libre.
• La compensación aquí es que cuanto más delgada es la pintura, menos masa queda. Esto es algo equivalente a una regla de longitud diferente. Puede probar una solución diluida de poliestireno en acetona. Luego, la roca debe calentarse (idealmente en un vacío parcial) para ayudar a eliminar la acetona. Cuanto más delgada sea la solución, menos efecto tendrá la tensión superficial.
• Me pregunto si se podría usar una secuencia de mediciones con pinturas » cada vez más gruesas » o una carga de soluto más alta para obtener una cantidad de mediciones a diferentes escalas de longitud, y luego use esa secuencia para determinar la dimensión fractal de la superficie de la roca.

1. Envuelva completamente la piedra con papel de aluminio. (Por supuesto que se arrugará; presione las arrugas firmemente hacia abajo).
2. Hollín todo con una vela, lo suficiente para que quede completamente negro.
3. Desenvuelva con cuidado el papel de aluminio.
4. Fotografíe la lámina aplanada junto con un cuadrado de escala de referencia. Asegúrese de que haya «un fondo claro (por ejemplo, un techo blanco) opuesto a la lámina, para que parezca brillante en la foto en el área sin hollín.
5. Mida el área de hollín, usando un software de procesamiento de imágenes. Esto se puede hacer primero usando una herramienta de corrección de perspectiva, anotando el tamaño del cuadrado de referencia, luego recortando el área relevante y mostrando un histograma de los valores de brillo.

En lugar de hollín, también puedes usar pintura en aerosol, pero probablemente absorbería más las arrugas.O puede envolver en papel en lugar de aluminio y usar un lápiz, pero eso se mancharía y sería más difícil de ver en la foto.

No creo que este método obtenga una precisión de 1/100, pero da al menos una estimación decente y no requiere equipo especial.

La tarea no está bien definida. ¿Incluye grietas? En caso afirmativo, verá grietas cada vez más finas que se suman a la superficie y, al final, estará a nivel atómico y le resultará difícil incluso definir qué es parte de la roca y qué no. t. Si no incluye grietas: ¿Cuál es su regla para distinguir una simple irregularidad de una grieta?

Comentarios

• Esto es útil conocimiento, pero no responde la pregunta directamente.
• @CarterPape » La tarea no es ‘ t bien- definida. »
• Desde una perspectiva de ingeniería, la tarea está bien definida. Desde una perspectiva matemática no lo está. un sitio web de física, ¿a cuál de las profesiones deberíamos ceder?
• @dotancohen Si está bien definido físicamente, ¿está incluyendo la superficie de partículas de polvo en la superficie? Normalmente no quieres, pero ¿cuándo es una partícula parte de la roca? El límite estará en algún lugar del espectro de: adhesión gravitacional (se caerá al girar la roca), adhesión, adhesión inducida por agua, adhesión inducida por alguna otra sustancia (grasa, resina si ‘ s ámbar o una concreción que contiene ámbar, etc.), enlaces de van der Waals. Si se presionó contra la superficie, tal vez alguna definición como » no sobresalga de los granos circundantes en más del 50% «. Etc., etc.
• @dotancohen Yo ‘ d sostengo que ‘ no está bien definido desde una perspectiva de ingeniería , porque ‘ desearía una aclaración adicional con el propósito de medir el área de superficie, lo que permitiría estimar si un método propuesto dará como resultado una métrica que es significativo para ese propósito.

Difícil. ¿Adsorber algún producto químico, calentarlo, medir la cantidad que se evapora?

Miraría la literatura, tal vez empezaría con una búsqueda de «determinación experimental del área de superficie» en contextos geológicos.

Editar: una sonda molecular debería dar algo cercano al valor máximo. Hay un final para la escala de longitud cuando se trata de materiales reales, una roca no es un fractal matemático. Después de dejar entrar un tipo adecuado de moléculas y bombearlas, la desorción estimulada térmicamente mediría el área de absorción.

Comentarios

• La técnica BET se usa típicamente , pero esa es una técnica molecular que determinará el área de superficie con todos los rincones y grietas microscópicas. Eso será MUCHO más grande que el área de superficie bruta para una superficie de roca (semi) porosa.
• Me entrevisté en una pequeña empresa de instrumentación donde esta técnica es la base de una importante línea de productos. Con algunos materiales, usan la desgasificación dependiente de la temperatura al vacío como sonda.
• @BenCrowell Me doy cuenta de eso, pero una sonda molecular debería dar algo cercano al valor máximo. Hay un final para la escala de longitud cuando se trata de materiales reales, una roca no es un fractal matemático.
• Le sugiero que edite su respuesta para decir eso. Y ‘ no estoy realmente seguro de que exista un valor máximo que pueda interpretarse de manera significativa como un área. Suponga que difunde helio en piedra arenisca. ¿No está ‘ entonces realmente midiendo el volumen vacío de la piedra arenisca, no su área de superficie?
• @Ben Estas mediciones generalmente se hacen por una razón. El problema no es definir la epistemología de la pregunta. Es hacer coincidir los significados de la medida con los necesarios para la aplicación. Cuando la aplicación cataliza reacciones en fase gaseosa cuando los reactivos pasan a través de un tapón poroso, las mediciones de absorción o liberación de gases sirven bien.

Para cuerpos no convexos de forma arbitraria, como muchas personas ya han señalado, no hay una respuesta razonable en general. Para los cuerpos convexos, la respuesta está matemática y físicamente bien definida. El método se basa en geometría integral, si mal no recuerdo, la fórmula se debe a Steiner o Crofton. Sin embargo, es un método práctico y estable.La fórmula da el área de superficie en términos del (área promedio) de la proyección del cuerpo en todas las direcciones $ \ vec {n} $ : $$ S = \ frac {1} {\ pi} \ int d \ Omega _ {\ vec n} ~ S (\ vec n) = 4 \ times \ left < S (\ vec n) \ right > $$ Entonces, todo lo que necesitas hacer es colocar una lámpara en lo alto, sostener la piedra en muchas direcciones aleatorias, calcule el área promedio de la sombra y multiplíquela por 4. Para una precisión del 1%, diez mil (10,000) proyecciones aleatorias serán suficientes.

Comentarios

• Esto es interesante y lo ‘ lo hice +1, pero es muy poco probable que una roca sea convexa. Me pregunto cómo varía el error al aplicar este método a cuerpos no convexos en relación con alguna medida razonable de cuán no convexos son (¿quizás algo similar a una variación acotada?).
• @R .. Para algunas formas no convexas, es posible que pueda cortar el objeto con un corte plano, luego medir y sumar el área de las piezas convexas resultantes y luego restar el doble del área de los cortes. Si el objeto es » fractal » para que ningún corte finito produzca piezas convexas, sugiero que se detenga allí, ya que este cuerpo no tiene un área bien definida en absoluto. No matemáticamente ni físicamente.
• La fórmula se debe a Cauchy

Doy fe de la deposición de vapor o la aplicación de un revestimiento que se puede medir en peso.

Depende del tamaño de la roca. La piedra pómez de celda abierta y la piedra caliza porosa perforada por la lluvia y los animales serán difíciles de medir. ser microporoso y puede tener cientos de metros cuadrados de superficie. Considere esta micrografía de tiza .

El uso de una sustancia que se adhiere fuertemente y uniformemente a la superficie de las rocas, independientemente de su pH y afinidades químicas, trate con vapor o sumerja la roca en la sustancia de recubrimiento, use una forma efectiva de eliminar el exceso y pese la roca / sustancia después. Quizás pueda obtener un grado de precisión si hay una sustancia que se pueda aplicar en una capa perfectamente uniforme para todas las diferentes muestras.

Para el primer intento, usaría vapor de agua. Pesar la piedra en seco, someterla a unos momentos en un ambiente de alta humedad y luego volver a pesarla.

Comentarios

• Esto es solo agregar detalles al método general que S. McGrew mencionó en la primera respuesta a esta pregunta, y probablemente debería ser un comentario sobre esa respuesta.

Tome muchas fotografías desde diferentes ángulos que le permitan crear una malla 3D usando fotogrametría (recomiendo Meshroom). También puede usar un LIDAR para capturar la nube de puntos y luego usar Meshroom para malla (aparentemente hay algunos baratos de menos de 2000 dólares). Calcula el área de la malla (recomiendo Rhinoceros3d). Existen muchas herramientas de código abierto que pueden ayudarlo con el proceso. EDITAR: alguien ya dio una respuesta similar, así que agregué algunas recomendaciones de software (sé que generalmente están fuera de lugar para stackexchange, pero si OP realmente quiere resolver el problema en lugar de publicar hipotéticamente una pregunta interesante, las recomendaciones podrían ser útiles). Si va por el camino de la fotogrametría, recuerde que si la superficie es especular tendrá que cubrirla con una pintura difusa.

Comentarios

• Podría quiero recubrir la roca de alguna manera antes de imaginarla, para darle propiedades ópticas favorables.
• @Nat gracias por eso voy a actualizar la respuesta. Olvidé eso.
• -1 Este El método, dependiendo de la malla 3d, puede producir un resultado arbitrariamente grande, infinito en el límite, incluso si la forma de la piedra es perfectamente lisa y convexa. ¡Agregar puntos a la malla y encoger los triángulos NO conduce a la convergencia del resultado al área real!
• No ‘ vi esto respuesta cuando escribí una similar, pero esta es anterior a la mía en 2 días, y sospecho que es por eso que la mía fue rechazada. Eliminé el mío, voté a favor de esto, ya que generar una nube de puntos es claramente la respuesta más correcta para cualquier objeto que carece de voladizos oclusivos. Quiero decir, ¡hay ‘ literalmente una aplicación para esto! Sin embargo, ‘ s noto que esto falla para los voladizos oclusivos (cráneos fosilizados, piedra pómez, etc.).

Similar a la técnica de adsorción de gas / BET y @McGrew. Necesitaría una escala sensible con precisión de centigramos.

1. Haga una monocapa de arena de un área conocida (por ejemplo, un metro cuadrado). Mide la masa de esa arena. Esta es su relación de calibración / conversión.
2. Mida la masa de la roca.
3. Mojar la roca y cubrirla con una monocapa de arena.Vuelva a medir la masa y calcule la masa de la arena adherida.
4. Use su calibración del # 1 para encontrar el área.
5. Repita 3 o 4 veces para determinar un promedio y una incertidumbre.

Comentarios

• ¿No ‘ t eso mediría la masa de arena + agua? Creo que ‘ d no sería insignificante. ¿Qué pasa con una variante en la que después de cubrir la roca, lavas la arena en una bandeja limpia cuya masa conoces, luego dejas que el agua se evapore y luego vuelves a medir la bandeja y restas para encontrar la masa de la arena?
• El resultado aquí dependerá de qué tan fina sea la arena. En otras palabras, esta respuesta es otro ejemplo del hecho de que la cantidad que se está discutiendo no está bien definida, a menos que especifique algún otro parámetro que establezca una escala.
• Podría intentar cargar la roca electrostáticamente y recubrir con una monocapa de perlas de poliestireno. Esto probablemente sería poco práctico, pero eliminaría el problema de la masa de agua.

También puede medir la ubicación de los puntos en la piedra para algún punto fijo, digamos (0,0 , 0) punto en proximidad cercana.

Mapee los puntos usando Octave (gratuito y de código abierto) o el software Matlab Mathematical. Forme mallas triangulares 3d con ese punto. Calcula el área de los triángulos. Agregalos. Y eso es todo. El área de superficie.

Comentarios

• Como cuestión práctica de medición, esto es factible. El verdadero propósito de sin embargo, la medida determinará la escala del modelo necesario (cobertura de pintura, ‘ desearía un espaciado de puntos comparable al grosor de la capa de pintura).
• La primera La palabra de la pregunta es » cómo «. ¿Cómo se mide la ubicación de los puntos en la piedra?
• @dotancohen: Ciertamente, podría construir un dispositivo como una pinza, pero con un conjunto de brazo con 3 o más (probablemente más) grados de libertad, eso le da coordenadas cartesianas de la punta en relación con la base como salida. I don ‘ No sé si tal cosa está disponible, y sería un poco de trabajo crear una, pero ‘ es definitivamente factible.
• Una alternativa sería instalar plantillas a lo largo de cada una de las tres paredes mediante las cuales pueda mover una láser r buscador de distancia a cada punto en los dos ejes de la pared que desea probar y obtenga la tercera coordenada como la distancia medida.
• @R: De nuevo, ¿cómo? Observe la palabra » experimentalmente » en la pregunta del título. ¿Con qué grado de precisión (sin importar la precisión) crees que podrías diseñar (sin importar la construcción) tal artilugio? En teoría, ‘ estoy seguro de que » construir una máquina » es una respuesta, pero en la práctica, ¿cómo se diseña y construye una máquina de este tipo (sin importar el costo)?

Usted puede colocar la roca en un escáner de resonancia magnética y obtener un perfil en 3D de la misma (y por lo tanto, el volumen y el área de superficie) Si no tiene giros que sean útiles para la RMN, puede sumergir la roca en algo que sí lo haga (es decir, agua o aceite mineral), y luego crear una imagen de eso, y el vacío le dará el perfil 3D de la roca (que luego puede usar para calcular el área).

El principal problema de usar RMN es que si la susceptibilidad magnética de su roca es muy diferente a la del vacío … obtendrá artefactos de imagen. Pero hay Sin embargo, hay trucos al respecto.

A modo de ejemplo: aquí hay una dendrita de litio dentro de una batería obtenida mediante imágenes por resonancia magnética .

Alternativamente, puede usar imágenes de rayos X de su roca desde muchos ángulos diferentes y reconstruya el perfil 3D de la roca usando la Transformada 3D Inversa de Radón . Con el perfil 3D, puede calcular fácilmente el área.

Comentarios

• Si baña la roca en un plomo / radioacto ivo solvente que es muy visible en MRI / Xray que sería genial, aunque costoso porque los MRI ‘ s son alrededor de 300-500 por hora.

Si tiene acceso a un planímetro, puede intentar el método utilizado en este artículo de investigación sobre la resistencia de los cementos utilizados en los dientes.

Para comparar la resistencia del cemento, el los autores necesitaban separar el efecto debido al cemento del efecto debido a las áreas de superficie variables de los dientes reales utilizados en las pruebas.

Para cada diente utilizado, los autores colocaron papel de aluminio sobre los dientes y utilizaron una herramienta de bruñido para hacer que el papel siguiera el contorno de la superficie de cada diente. Luego se cortaron las áreas superpuestas y se quitó la lámina del diente y luego se presionó para que quede plana. Se hizo un trazado del contorno de cada pieza de papel de aluminio y se midió el área con un planímetro.

He comprado un planímetro del mismo modelo exacto que se utilizó en el documento de referencia, y encontré ese papel mientras buscaba en Internet información sobre el planímetro que acababa de comprar en un mercadillo.

porque la roca tiene formas irregulares (en su mayoría), es difícil utilizar algún método de medición de superficie normal para los objetos tridimensionales normales. Por supuesto, se pueden usar integrales cerradas para hacer cálculos, pero eso es aburrido. será más fácil si podemos cambiar la superficie del objeto 3-D en 2-D.

Te recomendaré que si tienes un balde de líquido pegajoso, puedes sumergir la piedra en él y dejar que se seque. luego use algunos papeles para encajar en él y puede obtener el resultado. sin embargo, esto no es exacto.

Le recomendaré más que escanee el cohete en modelos 3-D para que la computadora haga el trabajo usando algoritmos precisos.

Comentarios

• Esto es solo agregar detalles al método general que S. McGrew mencionó en la primera respuesta a esta pregunta, y probablemente debería ser un comentario sobre esa respuesta.

Yo usaría arroz o arena. Con el volumen medido, puedes medir el área vertiendo arena o arroz en una bandeja plana y asegurándote de tener una. -Espesor de grano transportado sobre la bandeja, entonces no solo podrá ver la representación física sino también medirla. Yo mismo he hecho esto muchas veces al determinar las áreas de la superficie exterior de mis partes.

Comentarios

• ¿Puedes intentar explicarlo mejor? No ‘ t sigo lo que quieres decir con esto.
• No ‘ no vas a conseguir la superficie que manera: verter la arena destruirá esa información inmediatamente.

Aquí hay una respuesta más orientada a soluciones que tiene en cuenta la aclaración:

• Rocíe la piedra con un poco de pintura conductora.
• Electrochape.
• Mida la cantidad de metal que se deposita en la piedra.

Esto es esencialmente equivalente al método de cera, excepto que la galvanoplastia no se ve afectada por la gravedad.

Estoy un poco confuso acerca de cómo medir mejor la cantidad de metal; no dude en sugerir mejoras o editar directamente esta respuesta.
El enfoque más directo que se me ocurre sería medir la pérdida de metal en el contraelectrodo.

¿Desea restaurar la piedra a su estado previo a la medición?
Probablemente seleccionaría un metal y una pintura que sean fáciles de quitar.
Una vez más, alguien con un conocimiento más práctico de galvanoplastia puede ayudar con algunos consejos sobre qué materiales usar.

Comentarios

• Downvoter (s ?), agregue un comentario para saber qué se puede mejorar con esta respuesta.

Por qué No intente deposición electroforética ? Usted sabría el espesor promedio basado en las estadísticas de las especificaciones / datos de ingeniería para cualquier material depositado. También podría calcular el volumen agregado a partir del principio de Arquímedes. También conoce la densidad de masa para poder calcular el área de superficie de la película / material depositado.

Depende de las herramientas que tenga a su disposición; describiré un enfoque caro y económico:

• Caro : escanea la roca, usa software para procesarla & área de cálculo. Las imágenes médicas involucran topologías mucho más difíciles de medir que una roca, pero está hecho.
• Barato : envuelva un globo o una tela más estirable y flexible alrededor de la roca, córtela en la punta de la envoltura; el área de la tela sin envolver es mucho más fácil de medir / calcular .

La idea subyacente es la misma: mapeamos cortes 1D de la roca en una superficie 2D para modelar su forma 3D, luego obtenemos una estimación del área de superficie. Con la opción «costosa», este mapeo es muy granular y preciso; con este último, es tan bueno como su globo y su procedimiento de envoltura (cómo cubre protuberancias, crestas, si hay espacios vacíos, etc.), pero ganó «. competir con un escaneo.

Comentarios

• Ambos métodos se han mencionado en respuestas anteriores.
• ¿Cómo se ¿Ayuda? Cuando lo elimines, el área cambiará, por lo que no ‘ obtendrás una buena medición.
• @Nathaniel » córtelo en la punta del envoltorio » – para que lo que quede, mida su área de superficie (es decir, desenvolviéndolo)
• Si el material es estirable, entonces es El área al envolver la superficie no es necesariamente la misma que el área cuando está relajada y colocada. Ese problema surge después recortes el exceso. Y no es el único problema: esto encuentra una colina convexa, no la superficie real.
• @dmckee De hecho, de ahí el » tan bueno como su globo y su procedimiento de envoltura «; Es ‘ no caro, por lo que solo puede funcionar muy bien. Sin embargo, con la estructura correcta (de la cual yo no ‘ no sabría), todos estos ‘ artefactos ‘ se puede disminuir, tal vez incluso con un 1% de precisión

Peterh tiene razón en que la tarea está mal definida, mientras que las diversas sugerencias ofrecen formas de medirlo que definen lo que se está midiendo y luego calculan esa medición con varios grados de precisión. Sin embargo, diría que todas las definiciones de medición ofrecidas son muy arbitrarias; lo que realmente desea es un método que sea, en cierto sentido, un significado natural para el área de superficie.

Le sugiero que una definición natural de área de superficie es el área a través de la cual se pierde calor, ya que esto representa una propiedad física real y bien definida del objeto.

La tasa de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a esta superficie; por lo tanto, para calcular el área de la superficie de su roca, lo que necesita hacer es elevar su temperatura a un valor conocido y luego calcular cuánto tarda la roca en perder temperatura. A partir de esta medida, puede calcular la rapidez con la que la roca pierde energía térmica. Para convertir eso en un área de superficie real, deberá comprender las propiedades térmicas de la roca y, por lo tanto, necesitará una muestra de roca similar o deberá sacrificar una proporción de la roca para la prueba.

Comentarios

• Para hacer esto, necesitaría una estimación muy precisa del coeficiente de transferencia de calor; que depende de la geometría en sí. Yo ‘ no estoy seguro de cuán exacto esperarías que fuera esto, especialmente porque esto tampoco ‘ funcionaría necesariamente para la conducción o la radiación.
• La pérdida de calor será menor por unidad de área para una superficie muy cóncava como la piedra pómez, por lo que esto ‘ no funcionaría tan bien.
• La tasa de pérdida de calor es proporcional al área de superficie efectiva . Las secciones cóncavas de la superficie tienen un área menos efectiva que las secciones convexas.

Sumerja la roca en aceite de motor . Sácalo y déjalo secar durante aproximadamente una hora. Luego coloque la piedra en un recipiente lleno de agua. Durante los próximos días, mueva ocasionalmente la roca en el agua con el objetivo de eliminar el aceite de la roca. El área de la mancha de petróleo en la superficie del agua coincidirá con el área de la superficie de la roca. Si es necesario, puede maniobrar la mancha en una forma geométrica que se pueda medir fácilmente.

Utilice imágenes de resonancia magnética nuclear para calcula la posición de cada átomo en la roca. Luego, cuenta cuántos átomos bordean un espacio vacío que está conectado con el espacio fuera de la roca.