Разница между модулем объемной упругости и модулем Юнга

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Объемный модуль упругости по сравнению с модулем Юнга

Все вещества / материалы состоят из атомов. Тип атомов, количество и их связь варьируются от материала к материалу, что определяет каждую из их уникальных характеристик. Независимо от того, сколько атомов собирается вместе, чтобы образовать определенное вещество, атомы не стремятся компактно располагаться там, где между ними нет места. Силы притяжения и отталкивания между атомами всегда поддерживают определенное расстояние между ними. Следовательно, в любом веществе, каким бы компактным оно ни было, между атомами достаточно и больше места. Мы делим вещества в основном на три класса: твердые, жидкие и газообразные. Их атомное расположение различно. Твердые тела имеют очень компактное расположение атомов, тогда как в газе атомы рассредоточены в большем объеме с очень слабым взаимодействием. В жидкостях,можно увидеть промежуточную стадию между твердыми частицами и газом.

Объемный модуль

Большинство веществ уменьшают свой объем при воздействии равномерного внешнего давления. Однако это уменьшение не является линейной кривой, скорее, по мере увеличения давления объем уменьшается экспоненциально. Объемный модуль относится к величине, обратной сжимаемости, или, другими словами, это мера сопротивления сжимаемости. Более того, он описывает упругие свойства вещества.

Объемный модуль можно определить как увеличение давления, необходимое для уменьшения объема в 1 / е. Когда вещество сжимается, оно будет в некоторой степени устойчивым к сжатию в зависимости от расположения атомов. Объемный модуль указывает на это сопротивление вещества при равномерном сжатии. Он измеряется в паскалях на бар или в любых других единицах давления. Объемный модуль дает представление об изменении объема твердого вещества при изменении давления на него. Что касается твердого тела, то модуль объемной упругости также является свойством жидкостей, он указывает на сжимаемость жидкости. Достаточно сжимаемые жидкости имеют низкий модуль объемной упругости, а слегка сжимаемые жидкости - высокий модуль объемной упругости. Ниже приведено уравнение для расчета модуля объемной упругости K.

К = -V (∂P / ∂V)

V - объем вещества, P - приложенное давление.

Модуль объемной упругости стали составляет 1,6 × 10 ¹¹ P, что в три раза превышает значение для стекла. Следовательно, стекло сжимаемо в три раза, чем сталь.

Модуль Юнга

Модуль Юнга описывает упругие свойства вещества, подвергающегося сжатию или растяжению только в одном направлении. Например, когда металлический стержень растягивается или сжимается с одной стороны, он может вернуться к своей исходной длине (или ближе к ней). Это показывает, насколько металл может выдержать растяжение или сжатие. Модуль Юнга - это мера этого упругого свойства вещества. Модуль Юнга был назван в честь физика Томаса Янга. Это также известно как модуль упругости. Модуль Юнга также имеет единицы давления как объемный модуль. Модуль Юнга E рассчитывается, как показано ниже.

E = растягивающее напряжение / растягивающая деформация

В чем разница между модулем объемной упругости и модулем Юнга?

• Модуль объемной упругости определяется для равномерного сжатия, когда давление прилагается равномерно со всех сторон. Модуль Юнга определяется только для одной оси вещества.

• Модуль упругости измеряет изменение объема при приложении давления, а модуль Юнга измеряет изменение длины.

• Измеряется объем прилагаемого давления по модулю объемного модуля. В модуле Юнга измеряется приложенное растягивающее напряжение (сжатие или растяжение).