Como faço para medir experimentalmente a área da superfície de uma rocha?

Eu ignoraria respostas que dizem que a área de superfície está mal definida. Em qualquer situação realista, você tem um limite inferior para o significado de uma resolução precisa. É como um pedante que diz que o hidrogênio tem um volume mal definido porque a função de onda do elétron não tem corte rígido. Tecnicamente verdade, mas praticamente não significativo.

Minha recomendação é um perfilômetro óptico, que pode medir a área de superfície muito bem (para escalas de comprimento acima de 400 nm). Este método usa um feixe de laser coerente e interferometria para mapear a topografia da superfície do material. Depois de ter a topografia, você pode integrá-la para obter a área da superfície.

As vantagens deste método incluem: contato, não destrutivo, resolução de área de superfície variável para atender às suas necessidades, muito rápido (segundos a minutos), não requer nenhum consumível além de eletricidade.

As desvantagens incluem: você tem que virar sua pedra para obter todos os lados e costurá-los para obter a topografia total, os instrumentos são muito caros para amadores casuais (muitos milhares de dólares), sem resolução atômica ( mas a microscopia de varredura por tunelamento é melhor para isso).

A ótica para esses instrumentos se parece com a seguinte

E dá um mapa topográfico como abaixo.

Comentários

• Se a rocha tiver pequenos túneis dentro dela, este método precisaria de alguma forma ser capaz de fazer a varredura dentro dos túneis.
• ” não ‘ não requer nada além de eletricidade “: um. Requer equipamentos muito caros e sofisticados. A eletricidade é a menor das suas preocupações se quiser usar esta sugestão (muito boa).
• @terdon, na escala do equipamento de análise laboratorial padrão, esses profilômetros ópticos não são caros nem sofisticados (em comparação com, por exemplo, , STM, AFM, SEM, FTIR, XRD). Eu só queria dizer que não ‘ requer consumíveis para análise, você só precisa de uma tomada. Eu ‘ editei de acordo. Embora eu concorde totalmente que é muito caro para hobistas não comerciais.
• @KFGauss, ” Depois de ter a topografia, você pode integrá-la para obter o área de superfície. ” – NÃO VERDADEIRO. Não tenho certeza de como você propõe a integração, mas se for através de uma malha 3D, como algumas outras pessoas aqui, então, dependendo da malha, ela pode produzir um resultado arbitrariamente grande, infinito no limite, mesmo se a forma for perfeitamente liso e convexo. Mesmo se você continuar adicionando pontos à malha e diminuindo os triângulos, isso NÃO leva à convergência do resultado para a área real !!!
• @Kostas, claramente você não ‘ não leia o primeiro parágrafo da minha resposta. Tratar materiais da vida real como fractais é incorreto e excessivamente pedante.

O problema é que conforme você aumenta a precisão da medição, aumentará o resultado obtido.O resultado de um experimento significativo deve convergir com o aumento da precisão, isso não.

Esta é uma analogia 3D do paradoxo da costa : a superfície da rocha é semelhante a um fractal, assim como as costas dos países:

O resultado dirá mais de sua precisão de medição do que de uma área de superfície real.

Obviamente, se a pedra não for muito parecida com um fractal (como se fosse uma esfera ou uma escultura), o resultado convergirá, mas esse não é o caso geral em pedras práticas.

Comentários

• Os comentários não são para discussão extensa; esta conversa foi movida para o bate-papo .
• Isso

A maneira como eu faria isso seria primeiro mergulhando a pedra em esmalte de unha fino. Deixe secar e então mergulhe a rocha em cera líquida quente. Deixe a cera esfriar. Retire a cera da rocha e meça a espessura da camada de cera. Derreta a cera descascada e meça o seu volume. Divida o volume pela espessura e você terá a área.

Comentários

• assume a mesma espessura. Agradeço o esmalte de unha para que a cera não seja absorvida, mas acho que não descasca. Que tal a mesma lógica com caramelo? Deixe-o solidificar, quebre-o e pese-o.
• Provavelmente, o jeito certo é se pesar, depois comer o caramelo e depois se pesar novamente. Mas seria necessário saber a densidade do caramelo.
• Isso daria um limite inferior na área de superfície, da mesma forma que você poderia obter um limite inferior no comprimento da Inglaterra ‘ s costa usando um mapa de uma página da Inglaterra.
• Isso é verdade. A superfície ” real ” é (aproximadamente) fractal, e na ordem da área de superfície de um grão de cristal vezes o número de grãos na rocha. No entanto, eu ‘ estou supondo que o OP está procurando a área de superfície que o ” método de caramelo ” medidas.
• -1 de mim. Isso vai ser realmente impreciso porque a cera será arrastada até uma espessura muito desigual pela gravidade.

Eu preferiria uma precisão de pelo menos um centésimo do tamanho da pedra.

1. Pese a pedra.
2. Mergulhe a pedra em tinta fina; deixe o excesso escorrer.
3. Pese a pedra.
4. Repita as etapas 1-3 com um quadrado de 1 cm ² objeto.

Divida o peso da tinta da pedra pelo peso da tinta do quadrado para obter a área da superfície da pedra.

Isso pressupõe que você “definiu a” área da superfície ” de um objeto real, e “o tamanho da pedra” significa um círculo de diâmetro igual ao maior diâmetro da pedra (ou alguma outra interpretação razoável).

Comentários

• Líquidos preencheriam rachaduras onde não pingariam devido à tensão superficial.
• @Pieter: Essas rachaduras poderiam ser razoavelmente consideradas como contribuintes para a área de superfície.
• @dotancohen Sim, mas a largura do líquido em uma rachadura pode ser muito maior do que a espessura em uma superfície livre.
• A compensação aqui é que quanto mais fina a tinta, menos massa é deixada para trás. algo equivalente a uma régua de comprimento diferente. Você pode tentar uma solução diluída de poliestireno em acetona. a rocha deve então ser aquecida (de preferência em vácuo parcial) para ajudar a remover a acetona. Quanto mais fina a solução, menos efeito você terá da tensão superficial.
• Eu me pergunto se alguém poderia usar uma sequência de medições com ” tintas ” ou carga de soluto superior para obter várias medições em diferentes escalas de comprimento e, em seguida, usar essa sequência para determinar a dimensão fractal da superfície da rocha.

1. Enrole totalmente a pedra bem firme em folha de alumínio. (Claro que vai enrugar; pressione as dobras com força para baixo.)
2. Fuligem tudo com uma vela, apenas o suficiente para que fique completamente preto.
3. Desembrulhe o papel alumínio com cuidado.
4. Fotografe uma folha achatada junto com um quadrado de escala de referência. Certifique-se de que haja um fundo claro (por exemplo, teto branco) oposto à folha, para que apareça claro na foto na área sem fuligem.
5. Meça a área de fuligem, usando um software de processamento de imagem. Isso pode ser feito primeiro usando uma ferramenta de correção de perspectiva, observando o tamanho do quadrado de referência, depois recortando a área relevante e mostrando um histograma dos valores de brilho.

Em vez de fuligem, você também pode usar tinta spray, mas provavelmente pingaria mais nas rugas.Ou você poderia embrulhar em papel em vez de alu e usar um lápis, mas isso mancharia e seria mais difícil de ver na foto.

Não acho que esse método terá precisão de 1/100, mas fornece pelo menos uma estimativa decente e não requer equipamento especial.

A tarefa não está bem definida. Você inclui rachaduras? Se sim, você verá rachaduras cada vez mais finas acrescentando-se à superfície e, no final, estará no nível atômico e terá dificuldade em definir o que é e o que é parte da rocha t. Se você não incluir rachaduras: qual é a sua regra para distinguir uma mera irregularidade de uma rachadura?

Comentários

• Isso é útil visão, mas não responde à pergunta diretamente.
• @CarterPape ” A tarefa não está ‘ bem definido. ”
• De uma perspectiva de engenharia, a tarefa é bem definida. De uma perspectiva matemática, não é. Como isso é um site de física, qual das profissões devemos adiar?
• @dotancohen Se estiver fisicamente bem definido, você está incluindo a superfície das partículas de poeira na superfície? Normalmente você não quer, mas: quando uma partícula faz parte da rocha? O corte estará em algum lugar no espectro de: fixação gravitacional (cairá ao girar a rocha), adesão, adesão induzida por água, adesão induzida por alguma outra substância (graxa, resina se ‘ s âmbar ou uma concreção que contém âmbar, etc.), títulos de van der Waals. Se for pressionado contra a superfície, talvez alguma definição como ” não sobressaia dos grãos circundantes em mais de 50% “. Etc. etc.
• @dotancohen Eu ‘ d argumento que ‘ não está bem definido de uma perspectiva de engenharia , porque você ‘ d deseja um esclarecimento extra para o propósito de medir a área de superfície, o que permitiria estimar se um método proposto resultará em uma métrica que é significativo para esse propósito.

Difícil. Adsorver algum produto químico, aquecê-lo, medir a quantidade que evapora?

Eu daria uma olhada na literatura, talvez comece com uma busca por “determinação experimental da área de superfície” em contextos geológicos.

Editar: uma sonda molecular deve fornecer algo próximo ao valor máximo. A escala de comprimento chega ao fim quando se trata de materiais reais, uma rocha não é um fractal matemático. Depois de deixar entrar um tipo adequado de moléculas e bombeá-las, a dessorção termicamente estimulada mede a área de absorção.

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• A técnica BET é normalmente usada , mas essa é uma técnica molecular que determinará a área de superfície com todos os recantos microscópicos. Isso será MUITO maior do que a área de superfície bruta de uma superfície de rocha (sem) porosa.
• Fiz uma entrevista em uma pequena empresa de instrumentação onde essa técnica é a base de uma grande linha de produtos. Com alguns materiais, eles usam a saída de gás dependente da temperatura sob vácuo como a sonda.
• @BenCrowell Eu sei disso, mas uma sonda molecular deve fornecer algo próximo ao valor máximo. A escala de comprimento chega ao fim quando se lida com materiais reais, uma rocha não é um fractal matemático.
• Sugiro que você edite sua resposta para dizer isso. E eu ‘ não tenho certeza de que há um valor máximo que pode ser interpretado de forma significativa como uma área. Suponha que você difunda o hélio em arenito. Você ‘ não está realmente medindo o volume vazio do arenito, não sua área de superfície?
• @Ben Essas medições geralmente são feitas por um motivo. O problema não é definir a epistemologia da questão. É para combinar os significados da medição com os necessários para a aplicação. Quando a aplicação está catalisando reações de fase gasosa à medida que os reagentes passam por um tampão poroso, as medições de absorção de gás ou de liberação de gás são úteis.

Para corpos não convexos de forma arbitrária, como muitas pessoas já apontaram, não há uma resposta razoável em geral. Para corpos convexos, a resposta é matemática e fisicamente bem definida. O método é baseado na geometria integral, se bem me lembro, a fórmula se deve a Steiner ou Crofton. No entanto, é um método prático e estável.A fórmula fornece a área da superfície em termos da (área média) da projeção do corpo ao longo de todas as direções $ \ vec {n} $ : $$ S = \ frac {1} {\ pi} \ int d \ Omega _ {\ vec n} ~ S (\ vec n) = 4 \ vezes \ left < S (\ vec n) \ right > $$ Então tudo que você precisa fazer é colocar uma lâmpada bem acima, segurar a pedra em várias direções aleatórias, calcule a área média da sombra e multiplique por 4. Para uma precisão de 1%, dez mil (10.000) projeções aleatórias serão suficientes.

Comentários

• Isso é interessante e eu +1 ‘ fiz isso, mas é altamente improvável que uma rocha seja convexa. Eu me pergunto como o erro em aplicar este método a corpos não convexos varia em relação a alguma medida razoável de quão não convexos eles são (talvez algo parecido com variação limitada?).
• @R .. Para algumas formas não convexas, você pode ser capaz de fatiar o objeto com um corte plano, medir e somar a área das peças convexas resultantes e subtrair duas vezes a área dos cortes. Se o objeto for ” fractal ” de modo que nenhum fatiamento finito produza peças convexas, então sugiro apenas parar por aí, pois este corpo não tem uma área bem definida. Não matematicamente e não fisicamente.
• A fórmula se deve a Cauchy

Estou garantindo a deposição de vapor ou aplicação de revestimento que pode ser medido pelo peso.

Depende do tamanho da rocha. Pedra-pomes de células abertas e calcário poroso perfurado pela chuva e animais serão difíceis de medir. O calcário pode ser microporoso e pode ter centenas de metros quadrados de área de superfície. Considere esta micrografia de giz .

Usando uma substância que adere fortemente e uniformemente na superfície das rochas, independentemente de seu pH e afinidades químicas, trate com vapor ou mergulhe a rocha na substância de revestimento, use uma maneira eficaz de remover o excesso e pese a rocha / substância depois. Talvez você possa obter um grau de precisão se houver uma substância que possa ser aplicada em uma camada perfeitamente uniforme para todas as diferentes amostras.

Para a primeira tentativa, eu usaria vapor de água. Pesar a rocha até secar, submetê-la a alguns momentos em ambiente de alta umidade e pesar novamente a seguir.

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• Isso é apenas adicionar detalhes ao método geral que S. McGrew mencionou na primeira resposta a esta pergunta, e provavelmente deveria ser um comentário sobre essa resposta.

Tire muitas fotos de ângulos diferentes que permitem criar uma malha 3D usando fotogrametria (eu recomendo o Meshroom). Você também pode usar um LIDAR para capturar a nuvem de pontos e, em seguida, usar o Meshroom para fazer a malha (aparentemente existem alguns mais baratos por menos de 2.000 dólares). Calcule a área da malha (eu recomendo Rhinoceros3d). Existem muitas ferramentas de código aberto que podem ajudá-lo no processo. EDIT: alguém já deu uma resposta semelhante, então eu adicionei algumas recomendações de software (eu sei que eles geralmente estão fora do lugar para stackexchange, mas se OP realmente quiser resolver o problema ao invés de postar hipoteticamente uma pergunta legal, as recomendações podem ser úteis). Se você estiver optando pela fotogrametria, lembre-se de que se a superfície for especular, você precisará revesti-la com uma tinta difusa.

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• Pode quero revestir a rocha de alguma forma antes de imaginá-la, para dar a ela propriedades ópticas favoráveis.
• @Nat obrigado por isso, vou atualizar a resposta que esqueci sobre isso.
• -1 Isto método, dependendo da malha 3d pode produzir um resultado arbitrariamente grande, infinito no limite, mesmo se a forma da pedra for perfeitamente lisa e convexa. Adicionar pontos à malha e reduzir os triângulos NÃO leva à convergência do resultado para a área real !!!
• Eu não ‘ não vi isso resposta quando escrevi um semelhante, mas isso antecede o meu em 2 dias, o que eu suspeito que seja o motivo pelo qual o meu foi rejeitado. Excluído o meu, votou a favor, pois gerar uma nuvem de pontos é claramente a resposta mais correta para qualquer objeto que não tenha saliências oclusivas. Quer dizer, há ‘ literalmente um aplicativo para isso! No entanto, ‘ d observo que isso falha para saliências oclusivas (crânios fossilizados, pedra-pomes, etc.).

Semelhante à adsorção de gás / BET e à técnica de cera @McGrew. Você precisaria de uma escala sensível com precisão de centigramas.

1. Faça uma monocamada de areia de uma área conhecida (por exemplo, um metro quadrado). Meça a massa dessa areia. Esta é a sua razão de calibração / conversão.
2. Meça a massa da rocha.
3. Molhe a rocha e cubra-a com uma única camada de areia.Meça novamente a massa e calcule a massa da areia anexada.
4. Use a calibração de # 1 para encontrar a área.
5. Repita 3 ou 4 vezes para determinar a média e a incerteza.

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• Não ‘ que mede a massa da areia + água? Eu acho que ‘ d não é desprezível. Que tal uma variante em que, depois de revestir a rocha, você lava a areia em uma bandeja limpa cuja massa você conhece, em seguida, deixa a água evaporar e, em seguida, mede novamente a bandeja e subtrai para encontrar a massa da areia?
• O resultado aqui vai depender de quão fina é a areia. Em outras palavras, esta resposta é outro exemplo do fato de que a quantidade discutida não está bem definida, a menos que você especifique algum outro parâmetro que defina uma escala.
• Você pode tentar carregar a rocha eletrostaticamente e revestir com uma monocamada de contas de poliestireno. Isso provavelmente seria impraticável, mas eliminaria o problema da massa de água.

Você também pode medir a localização de pontos na pedra para algum ponto fixo, digamos (0,0 , 0) ponto em proximação próxima.

Mapeie os pontos usando Octave (gratuito e open-source) ou software Matlab Mathematical. Forme uma malha de triângulos 3d com esse ponto. Calcule a área dos triângulos. Adicione-os. E é isso. A área de superfície.

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• Como uma questão prática de mensuração, isso é factível. O verdadeiro propósito de a medição, porém, determinará a escala do modelo necessário (cobertura de tinta, você ‘ d deseja espaçamento de pontos comparável à espessura da camada de tinta).
• O primeiro palavra da pergunta é ” como “. Como se mede a localização de pontos na pedra?
• @dotancohen: Você certamente poderia construir um dispositivo como um compasso de calibre, mas com um conjunto de braço com 3 ou mais (provavelmente mais) graus de liberdade, que lhe dá as coordenadas cartesianas da ponta em relação à base como saída. Eu não ‘ Não sei se tal coisa está prontamente disponível, e daria muito trabalho criá-la, mas ‘ é definitivamente factível.
• Uma alternativa seria configurar gabaritos ao longo de cada uma das três paredes por meio das quais você pode mover um lase r localizador de distâncias para cada ponto nos dois eixos da parede que você deseja testar e obtenha a terceira coordenada como a distância medida.
• @R: Novamente, como? Observe a palavra ” experimentalmente ” na pergunta do título. Com que grau de precisão (não importa a exatidão) você acha que poderia projetar (não importa construir) tal engenhoca? Em teoria, ‘ tenho certeza de que ” construir uma máquina ” é uma resposta, mas na prática, como alguém projeta e constrói tal máquina (não importa o custo)?

Você pode colocar a rocha em um scanner de ressonância magnética e obter um perfil 3D dela (e, portanto, o volume e a área de superfície). Se ela não tiver giros que sejam úteis para NMR, você pode mergulhar a rocha em algo que tenha (ou seja, água ou óleo mineral) e, em seguida, imaginar isso, e o vazio lhe dará o perfil 3D da rocha (que você pode usar para calcular a área).

O principal problema de usar RMN é que se a suscetibilidade magnética de sua rocha for muito diferente da do vácuo … você obterá artefatos de imagem. Mas aí No entanto, existem truques para contornar isso.

Como exemplo: aqui está um dendrito de lítio dentro de uma imagem de bateria com ressonância magnética .

Como alternativa, você pode usar imagens de raio X do seu rocha de muitos ângulos diferentes e reconstruir o perfil 3D da rocha usando a Transformada Radon 3D inversa . Com o perfil 3D, você pode calcular facilmente a área.

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• Se ele banhar a rocha com chumbo / radioato Solvente à base de ive que é muito visível em MRI / Xray que seria legal, embora caro porque MRI ‘ s são cerca de 300-500 por hora.

Se você tiver acesso a um planímetro , tente o método usado neste artigo de pesquisa sobre a resistência dos cimentos usados nos dentes.

Para comparar a resistência do cimento, o os autores precisaram separar o efeito devido ao cimento do efeito devido às áreas de superfície variáveis dos dentes reais usados nos testes.

Para cada dente usado, os autores colocaram uma folha de alumínio sobre os dentes e usaram uma ferramenta de polimento para fazer a folha seguir o contorno da superfície de cada dente. As áreas sobrepostas foram então cortadas e a folha foi removida do dente e então prensada. Um traçado do contorno de cada pedaço de folha foi feito, e a área medida usando um planímetro.

Acontece que comprei um planímetro exatamente do mesmo modelo que o usado no artigo referenciado, e realmente encontrei esse papel enquanto pesquisava na Internet por informações sobre o planímetro que eu tinha acabado de comprar em um mercado de pulgas.

porque a rocha tem formas irregulares (principalmente), é difícil usar algum método normal de medição de superfície para os objetos 3-D regulares. Claro que se pode usar integrais fechadas para fazer o cálculo, mas isso é enfadonho. será mais fácil se pudermos mudar a superfície do objeto 3-D para 2-D.

Vou recomendar se você tiver um balde de fluido pegajoso, você pode mergulhar a rocha nele e deixá-lo secar. em seguida, use alguns papéis para caber nele e você poderá obter o resultado. no entanto, isso não é preciso.

Vou recomendar que você escaneie o foguete em modelos 3-D para fazer o computador fazer o trabalho usando algoritmos precisos.

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• Isso é apenas adicionar detalhes ao método geral que S. McGrew mencionou na primeira resposta a esta pergunta e provavelmente deve ser um comentário sobre essa resposta.

Na maioria dos casos como este, a melhor opção é digitalizar o objeto em uma nuvem densa de alguma forma e medir a área de superfície aproximada usando as ferramentas fornecidas. Embora eu esteja certo de que existe uma variedade de métodos exóticos para gerar nuvens densas, suas melhores opções seriam usar uma unidade LIDAR de algum tipo ou usar uma câmera e um programa de fotogrametria. Dependendo de quão detalhada você deseja que sua estimativa seja, você pode usar qualquer coisa, desde uma configuração de digitalização 3D dedicada a algumas dezenas de fotos tiradas com seu telefone e um dos muitos programas de fotogrametria gratuitos.

Eu usaria arroz ou areia. Com o volume medido, você pode medir a área despejando areia ou arroz em uma bandeja plana e certificando-se de que tem uma -espessura do grão transportada pela bandeja, você será capaz de não apenas ver a representação física, mas também medi-la. Eu mesmo fiz isso muitas vezes ao descobrir as áreas da superfície externa de minhas peças.

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• Você pode tentar explicar melhor? Eu não ‘ não sigo o que você quer dizer com isso.
• Você ‘ não vai entender que forma: despejar a areia destruirá essa informação imediatamente.

Aqui está uma resposta mais voltada para a solução que leva o esclarecimento em consideração:

• Pulverize a pedra com um pouco de tinta condutora.
• Galvanize-a.
• Meça a quantidade de metal sendo depositado sobre a pedra.

Isso é essencialmente equivalente ao método de cera, exceto que a eletrodeposição não é afetada pela gravidade.

Estou um pouco confuso sobre como medir melhor a quantidade de metal; sinta-se à vontade para sugerir melhorias ou editar diretamente esta resposta.
A abordagem mais direta que posso pensar seria medir a perda de metal no contraeletrodo.

Você deseja restaurar a pedra ao estado de pré-medição?
Você provavelmente selecionaria um metal e uma tinta que sejam fáceis de remover.
Novamente, alguém com mais conhecimento prático de galvanoplastia pode ajudar com alguns conselhos sobre quais materiais usar.

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• Downvoter (s ?), adicione um comentário para que eu saiba o que pode ser melhorado nessa resposta.

Por que não tente deposição eletroforética ? Você saberia a espessura média com base nas estatísticas das especificações / dados de engenharia de qualquer material depositado. Você também seria capaz de calcular o volume adicionado a partir do princípio de Arquimedes “. Você também sabe a densidade de massa para que possa calcular a área de superfície do filme / material depositado.

Depende das ferramentas que você tem à sua disposição; vou descrever uma abordagem cara e barata:

• Caro : escaneie a rocha, use o software para processá-la & área de computação. Imagens médicas envolvem topologias muito mais difíceis de medir do que uma rocha, mas é feito.
• Barato : enrole um balão ou um tecido mais elástico e flexível totalmente em torno da rocha, corte-o na ponta do embrulho; a área do tecido desembrulhado é muito mais fácil de medir / calcular .

A ideia subjacente é a mesma: mapeamos fatias 1D da rocha em uma superfície 2D para modelar sua forma 3D e, em seguida, obtemos uma estimativa da área da superfície. Com a opção “cara”, esse mapeamento é muito granular e preciso – com a última, é “tão bom quanto seu balão e seu procedimento de embalagem (como cobre saliências, cristas, se há lacunas vazias, etc) – mas ganhou” para competir com uma varredura.

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• Ambos os métodos foram mencionados nas respostas anteriores.
• Como o material elástico ajuda? Ao removê-lo, a área mudará, então você ‘ não obterá uma boa medição.
• @Nathaniel ” corte na ponta da embalagem ” – então, o que restar, meça sua área de superfície (ou seja, desembrulhando)
• Se o material for esticável, então é área ao envolver a superfície não é necessariamente a mesma que a área quando relaxada e colocada. Esse problema surge depois de cortar o excesso. E não é o único problema: isso encontra uma colina convexa, não a superfície real.
• @dmckee Na verdade, portanto, ” tão bom quanto seu balão e seu procedimento de empacotamento “; ele ‘ é barato, portanto, tem um desempenho muito bom. Com o tecido certo (do qual eu não ‘ conheceria), entretanto, todos esses ‘ artefatos ‘ pode ser diminuída, talvez até com precisão de 1%

Peterh está correto que a tarefa está mal definida, enquanto as várias sugestões oferecem maneiras de medi-la que definem o que está sendo medido e então calculam essa medição com vários graus de precisão. No entanto, eu diria que todas as definições de medição oferecidas são altamente arbitrárias; o que você realmente quer é um método que seja, em certo sentido, um significado natural para a área de superfície.

Eu sugiro que uma definição natural de área de superfície é a área pela qual o calor é perdido, pois isso representa uma propriedade física real e bem definida do objeto.

A taxa de perda de calor de um corpo é proporcional a essa área de superfície; portanto, para calcular a área da superfície de sua rocha, o que você precisa fazer é aumentar sua temperatura para um valor conhecido e então calcular quanto tempo leva para a rocha perder temperatura. A partir dessa medição, você pode calcular a rapidez com que a rocha está perdendo energia térmica. Para converter isso em uma área de superfície real, você precisará entender as propriedades térmicas da rocha e, portanto, precisará de uma amostra de rocha semelhante ou sacrificar uma proporção da rocha para teste.

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• Para fazer isso, você precisaria de uma estimativa muito precisa do coeficiente de transferência de calor; que depende da própria geometria. Eu ‘ não tenho certeza de quão preciso você esperaria que isso fosse, especialmente porque isso não ‘ necessariamente funcionaria para condução ou radiação.
• A perda de calor será menor por unidade de área para uma superfície altamente côncava, como pedra-pomes, então isso não ‘ não funcionaria tão bem.
• A taxa de perda de calor é proporcional à área de superfície efetiva . As seções côncavas da superfície têm menos área efetiva do que as seções convexas.

Mergulhe a rocha no óleo do motor . Retire e deixe secar por cerca de uma hora. Em seguida, coloque a pedra em um recipiente com água. Nos próximos dias, ocasionalmente, mova a rocha na água com o objetivo de remover o óleo da rocha. A área da mancha de óleo na superfície da água corresponderá à área da superfície da rocha. Se necessário, você pode manobrar a mancha em uma forma geométrica que pode ser facilmente medida.

Use imagens de ressonância magnética nuclear para calcule a posição de cada átomo na rocha. Em seguida, conte quantos átomos limitam um espaço vazio que está conectado ao espaço fora da rocha.