Охота на самородки - страница 10

Рисунок 21. Кимберлитовый безалмазный песок (почти черный) и мелкие алмазы (белые) в видимом диапазоне электромагнитных волн, термограмма которых показана рисунке 20.

Медные частицы и галька

Приведем эксперимент, в котором моделируется некоторый естественный момент одновременного нагрева и охлаждения.

На рисунке 22 представлена термограмма тех же частиц речной гальки (светлые) и медных частиц (темные), нагретые естественным образом при комнатной температуре 37°C, в открытой стеклянной чашке Петри. Чашку Петри разместили на алюминиевую пластину со средней температурой равной – 9°C для имитации природных условий в весенний период, когда грунт проморожен, а температура воздуха высокая. На данной фотографии медные частицы и речная галька явно отличаются по цвету и температуре. Через 7 секунд средняя температура гальки установилась около 29°C, а медных частиц – средняя температура 9,9°C. Данный пример наиболее информативный для осуществления заявляемого способа при различных естественных условиях. Для каждой показанной на фотографии частицы приведена ее средняя температура. Например, средняя температура самой крупной частицы гальки равна 36,6°C, а температура самой мелкой частицы равна 21,5°C. У самой крупной медной частицы средняя температура равна 14,6°C, а у самой мелкой медной частицы средняя температура равна 4,6°C. Крупные частицы имеют меньшее отношение площади поверхности к объему, что способствует более медленному их охлаждению. Такой разброс температур показывает то, что, во-первых, для частиц более близких по своим теплофизическим свойствам следует предварительно сортировать исходную породу по крупности, по форме и другим геометрическим параметрам, во-вторых, различие исходных частиц по крупности не будет влиять на выявление минеральных частиц, имеющих значительные отличия по теплофизическим свойствам от другой породы. В данном примере медные частицы, имеющие существенные отличия теплофизических свойств по сравнению с речной галькой легко можно отделить от пустой породы. Поскольку медь по сравнению с речной галькой имеет очень высокую теплопроводность и низкую теплоемкость. Удельная теплоемкость меди равна 0,385 кДж/(кг⋅К), а удельная теплоемкость данной речной гальки равна 0,7-0,9 кДж/(кг⋅К). Теплопроводность меди равна 401 Вт/(м⋅К), а тепловодность данной речной гальки 2-4 Вт/(м⋅К). Для алмазов аналогичная разница температур с пустой породой на фотографиях, полученных в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, будет более значительной, так как теплопроводность алмаза равна 1000-2600 Вт/(м⋅К) при удельной его теплоемкости равной 0,502 кДж/(кг⋅К).

На рисунке 23 показаны медные частицы и галька в видимом диапазоне электромагнитных волн,

Данный эксперимент еще раз показал, что в основном на температуру объектов, подвергающихся процессу одновременного нагрева и охлаждения, в основном определяется теплопроводностью, теплоемкостью, отношением поверхности к объему и плотностью этих объектов,

Рисунок 22. Термограмма медных частиц (серые) и гальки (белая) в нагретой чашке Петри (37°C), и расположенной на алюминиевой пластине (-9 ^>оС)

Рисунок 23. Медные частицы и галька в видимом диапазоне электромагнитных волн, термограмма которых показана на рисунке 22.

При теплофизическом воздействии на объекты с высокой и низкой теплопроводностью возможны ситуации, когда объект с высокой теплопроводностью может иметь как наибольшую, так и наименьшую температуру по сравнению с объектами с низкой теплопроводностью. Рассмотрим возможные сценарии и причины подобных результатов: