Объемный модуль против модуля Юнга
Все вещества/материалы состоят из атомов. Тип атомов, количество и их соединение 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 склонны располагаться компактно, когда между ними нет пространства. Силы притяжения и отталкивания между атомами всегда удерживают между собой определенное пространство. Поэтому в любом веществе, каким бы компактным оно ни было, пространства между атомами достаточно и больше. 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 рассеяны в большем объеме с очень низким взаимодействием. В жидкостях можно увидеть промежуточную стадию между твердыми телами и газом.
Объемный модуль
Большинство веществ уменьшают свой объем при воздействии на них равномерного внешнего давления. Однако это уменьшение не является линейной кривой, скорее, по мере увеличения давления объем уменьшается экспоненциально. Объемный модуль относится к обратной величине сжимаемости или, другими словами, является мерой сопротивления сжимаемости. Более того, он описывает упругие свойства вещества.
Модуль объемного сжатия можно определить как увеличение давления, необходимое для уменьшения объема в 1/e раз. Когда вещество сжато, оно будет в некоторой степени сопротивляться сжатию в зависимости от расположения атомов в нем. Объемный модуль указывает на это сопротивление вещества при всестороннем сжатии. Измеряется в Паскалях/барах или других единицах давления. Объемный модуль дает представление об изменении объема твердого вещества при изменении давления на него. Что касается твердого тела, объемный модуль упругости также является свойством жидкостей, он указывает на сжимаемость жидкости. Достаточно сжимаемые жидкости имеют низкий модуль объемного сжатия, а слабо сжимаемые жидкости имеют высокий модуль объемного сжатия. Ниже приведено уравнение для расчета модуля объемного сжатия K.
K=-V(∂P/∂V)
V - объем вещества, а P - приложенное давление.
Объемный модуль упругости стали составляет 1,6 × 1011 P, что в три раза больше, чем у стекла. Следовательно, стекло в три раза сжимаемее, чем сталь.
Молодой Модуль
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 имеет свойство возвращаться к своей первоначальной длине (или ближе к ней). Это показывает, насколько металл может выдерживать растяжение или сжатие. Модуль Юнга является мерой этого упругого свойства вещества. Модуль Юнга был назван в честь физика Томаса Юнга. Это также известно как модуль упругости. Модуль Юнга также имеет единицы давления, такие как объемный модуль. Модуль Юнга E рассчитывается, как показано ниже.
E=растягивающее напряжение/деформация растяжения
В чем разница между объемным модулем и модулем Юнга?
• Объемный модуль определяется для равномерного сжатия, когда давление прикладывается равномерно со всех направлений. Модуль Юнга определяется только для одной оси вещества.
• Модуль объемного сжатия измеряет изменение объема при приложении давления, а модуль Юнга измеряет изменение длины.
• В объемном модуле измеряется величина приложенного давления. Модуль Юнга измеряет приложенное растягивающее напряжение (сжатие или растяжение).
