Bulk Modulus vs Young Modulus
Minden anyag/anyag atomokból áll. Az atomok típusa, száma és kapcsolatuk anyagonként változik, és ez határozza meg mindegyik egyedi jellemzőjüket. Nem számít, mennyi atom áll össze egy bizonyos anyaggá, az atomok nem hajlamosak kompakt módon elrendezni ott, ahol nincs tér közöttük. Az atomok közötti vonzás és taszító erők mindig tartanak egy bizonyos teret közöttük. Ezért bármilyen anyagban, függetlenül attól, hogy milyen tömörek, elegendő és több hely van az atomok között. Az anyagokat alapvetően három osztályba soroljuk: szilárd, folyékony és gáz. Az atomok elrendezése eltérő. A szilárd anyagok nagyon kompakt atomi elrendezésűek, míg a gázban az atomok nagyobb térfogatban vannak diszpergálva, nagyon alacsony kölcsönhatásokkal. Folyadékokban a szilárd anyagok és a gáz között egy közbenső szakasz látható.
Tömeges modulus
A legtöbb anyag csökkenti a térfogatát, ha egyenletes, külsőleg alkalmazott nyomásnak vannak kitéve. Ez a csökkenés azonban nem lineáris görbe, hanem a nyomás növekedésével a térfogat exponenciálisan csökken. Az ömlesztett modulus az összenyomhatóság reciprokára vonatkozik, vagy más szóval a tömöríthetőségi ellenállás mértéke. Ezenkívül leírja az anyag rugalmas tulajdonságait.
Az ömlesztett modulus úgy definiálható, mint az a nyomásnövekedés, amely a térfogat 1/e-szeres csökkentéséhez szükséges. Amikor egy anyagot összenyomnak, akkor valamelyest ellenáll a kompressziónak, attól függően, hogy milyen atomelrendezéssel rendelkezik. A térfogati modulus az anyagnak ezt az ellenállását jelzi egyenletes kompresszió esetén. Pascal/bar-ban vagy bármely más nyomásegységben mérik. A térfogati modulus képet ad a szilárd anyag térfogatának változásáról, ha a nyomás megváltozik. Ami a szilárdságot illeti, a térfogati modulus a folyadékok tulajdonsága is, ez jelzi a folyadék összenyomhatóságát. A meglehetősen összenyomható folyadékok térfogati modulusa alacsony, míg az enyhén összenyomható folyadékok nagy térfogati modulussal rendelkeznek. A következő egyenlet a K ömlesztett modulus kiszámításához.
K=-V(∂P/∂V)
V az anyag térfogata, P pedig az alkalmazott nyomás.
Az acél térfogati modulusa 1,6 × 1011 P, és ez háromszorosa az üveg értékének. Ezért az üveg háromszor összenyomható, mint az acél.
Young Modulus
A fiatal modulus egy olyan anyag rugalmas tulajdonságait írja le, amely csak egy irányban megy keresztül kompresszión vagy nyújtáson. Például, amikor egy fémrudat egyik oldaláról megfeszítik vagy összenyomják, képes visszanyerni eredeti hosszát (vagy ahhoz közelebb). Ez azt mutatja, hogy a fém milyen mértékben képes ellenállni a feszültségnek vagy nyomásnak. A fiatal modulus az anyag ezen rugalmassági tulajdonságának mértéke. A Young modulust Thomas Young fizikusról nevezték el. Ezt rugalmassági modulusnak is nevezik. A Young modulusnak a nyomás mértékegységei is vannak, mint ömlesztett modulus. Az E fiatal modulus kiszámítása az alábbiak szerint történik.
E=húzófeszültség/húzó alakváltozás
Mi a különbség a Bulk Modulus és a Young Modulus között?
• Az ömlesztett modulus egy egyenletes kompresszióhoz van meghatározva, ahol a nyomást minden irányból egyenletesen alkalmazzák. A fiatal modulus csak az anyag egyik tengelyére van meghatározva.
• Az ömlesztett modulus a térfogat változását méri nyomás hatására, a Young modulus pedig a hossz változását méri.
• Az alkalmazott nyomás nagyságát ömlesztett modulusban mérik. A Young modulusban az alkalmazott húzófeszültséget (kompressziót vagy nyújtást) mérik.
