Bulk Modulus vs Young Modulus
Kaikki aineet / materiaalit koostuvat atomista. Atomien tyyppi, lukumäärä ja niiden yhteys vaihtelevat materiaalista toiseen ja määrittelevät kaikki niiden ainutlaatuiset ominaisuudet. Riippumatta siitä, kuinka paljon atomeja kokoontuu muodostamaan tietyn aineen, atomeilla ei ole taipumusta järjestyä kompaktilla tavalla, jossa niiden välillä ei ole tilaa. Atomien välinen vetovoima ja hylkimisvoimat pitävät aina tietyn tilan niiden välillä. Siksi missä tahansa aineessa, riippumatta siitä, kuinka pienet ne ovat, atomien välillä on tarpeeksi ja enemmän tilaa. Jaamme aineet pääasiassa kolmeen luokkaan: kiinteät aineet, nesteet ja kaasut. Niiden atomijärjestelyt ovat erilaiset. Kiinteillä aineilla on erittäin kompakti atomijärjestely, kun taas kaasussa atomit ovat dispergoituneet suurempaan tilavuuteen hyvin pienellä vuorovaikutuksella. Nesteissäkiinteiden aineiden ja kaasun välinen vaihe voidaan nähdä.
Irtomoduuli
Suurin osa aineista vähentää sen tilavuutta altistuessaan tasaiselle, ulkoisesti kohdistetulle paineelle. Tämä lasku ei kuitenkaan ole lineaarinen käyrä, vaan paineen kasvaessa tilavuus pienenee eksponentiaalisesti. Bulkimoduuli viittaa kokoonpuristuvuuden vastavuoroisuuteen tai toisin sanoen se on mitta puristettavuutta vastaan. Lisäksi siinä kuvataan aineen elastiset ominaisuudet.
Irtomoduuli voidaan määritellä paineen kasvuna, joka tarvitaan vähentämään tilavuutta kertoimella 1 / e. Kun aine puristetaan, se kestää jonkin verran puristusta sen atomijärjestelystä riippuen. Bulkkomoduuli osoittaa aineen tämän resistanssin tasaisella puristuksella. Se mitataan Pascal / bar-yksikössä tai missä tahansa muussa paineyksikössä. Irtomoduuli antaa käsityksen kiinteän aineen tilavuuden muutoksesta, kun siihen kohdistuva paine muuttuu. Kiinteän aineen osalta irtomoduuli on myös nesteiden ominaisuus, se osoittaa nesteen kokoonpuristuvuuden. Melko kokoonpuristuvilla nesteillä on pieni irtomoduuli ja hieman kokoonpuristuvilla nesteillä on suuri irtomoduuli. Seuraava on yhtälö irtomoduulin K laskemiseksi.
K = -V (∂P / ∂V)
V on aineen tilavuus ja P on käytetty paine.
Teräksen irtomoduuli on 1,6 × 10 11 P, ja tämä on kolme kertaa lasin arvo. Siksi lasi on kolme kertaa puristettavissa kuin teräs.
Nuori moduuli
Nuori moduuli kuvaa aineen elastisuutta, joka puristuu tai venyy vain yhteen suuntaan. Esimerkiksi kun metallitankoa venytetään tai puristetaan yhdeltä puolelta, sillä on kyky palata alkuperäiseen pituuteensa (tai lähemmäs sitä). Tämä osoittaa kuinka pitkälle metalli kestää jännitystä tai puristusta. Nuori moduuli on aineen tämän elastisen ominaisuuden mitta. Nuori moduuli nimettiin fyysikko Thomas Youngin mukaan. Tätä kutsutaan myös kimmomoduuliksi. Nuorella moduulilla on myös painoyksiköt irtomoduulina. Nuori moduuli, E lasketaan alla olevan kuvan mukaisesti.
E = vetojännitys / vetojännitys
Mitä eroa on irtomoduulilla ja nuorella moduulilla?
• Irtomoduuli määritetään tasaiselle puristukselle, jossa paine kohdistetaan tasaisesti kaikista suunnista. Nuori moduuli määritetään vain aineen yhdelle akselille.
• Irtomoduuli mittaa tilavuuden muutosta, kun painetta käytetään, ja Young-moduuli mittaa muutoksen pituuden.
• Irtomoduulina mitataan käytetyn paineen määrä. Young-moduulissa mitataan käytetty vetojännitys (puristus tai venytys).
