مدول انبوه در مقابل مدول جوان
همه مواد / مواد از اتم تشکیل شده اند. نوع اتم ها، تعداد و اتصال آنها از ماده ای به ماده دیگر متفاوت است و هر یک از ویژگی های منحصر به فرد آنها را مشخص می کند. مهم نیست که چقدر اتم ها با هم جمع می شوند تا یک ماده خاص را تشکیل دهند، اتم ها تمایلی به چیدمان فشرده ندارند که در آن فضایی بین آنها وجود نداشته باشد. نیروهای جاذبه و دافعه بین اتم ها، همیشه فضای مشخصی را بین آنها حفظ می کند. بنابراین، در هر ماده ای، مهم نیست که چقدر فشرده باشند، فضای کافی و بیشتر بین اتم ها وجود دارد. ما مواد را عمدتاً به سه دسته جامد، مایع و گاز تقسیم می کنیم.آرایش اتمی آنها متفاوت است. جامدات آرایش اتمی بسیار فشرده ای دارند در حالی که در گاز، اتم ها در حجم بیشتری با برهمکنش های بسیار کم پراکنده می شوند. در مایعات، یک مرحله میانی بین جامدات و گازها دیده می شود.
مدول انبوه
اکثر مواد وقتی در معرض فشار یکنواخت و خارجی قرار می گیرند، حجم آن را کاهش می دهند. با این حال، این کاهش یک منحنی خطی نیست، بلکه با افزایش فشار، حجم به صورت تصاعدی کاهش می یابد. مدول توده ای به تراکم پذیری متقابل اشاره دارد یا به عبارت دیگر معیاری برای مقاومت در برابر تراکم پذیری است. علاوه بر این، خواص کشسانی یک ماده را توصیف می کند.
مدول حجمی را می توان به عنوان افزایش فشار لازم برای کاهش حجم به میزان 1/e تعریف کرد. هنگامی که یک ماده فشرده می شود، بسته به آرایش اتمی که دارد تا حدودی در برابر فشرده سازی مقاوم خواهد بود. مدول توده ای نشان دهنده این مقاومت یک ماده در فشرده سازی یکنواخت است.با پاسکال/بار یا هر واحد فشار دیگری اندازه گیری می شود. مدول توده ای تصوری از تغییر حجم یک ماده جامد با تغییر فشار روی آن می دهد. در مورد جامد، مدول حجیم نیز یکی از ویژگی های سیالات است، این نشان دهنده تراکم پذیری یک سیال است. سیالات نسبتاً تراکم پذیر دارای مدول حجیم کم و سیالات کمی تراکم پذیر دارای مدول حجیم بالا هستند. معادله زیر برای محاسبه مدول توده K است.
K=-V(∂P/∂V)
V حجم ماده و P فشار اعمال شده است.
مدول حجیم فولاد 1.6 × 1011 P است و این مقدار سه برابر مقدار شیشه است. بنابراین، شیشه سه برابر فولاد قابل تراکم است.
مدول جوان
مدول جوان خواص ارتجاعی ماده ای را توصیف می کند که تنها در یک جهت تحت فشار یا کشش قرار می گیرد. به عنوان مثال، هنگامی که یک میله فلزی از یک طرف کشیده یا فشرده می شود، این قابلیت را دارد که به طول اولیه خود (یا نزدیکتر به آن) بازگردد.این نشان می دهد که فلز تا چه حد می تواند در برابر کشش یا فشار مقاومت کند. مدول جوان اندازه گیری این خاصیت کشسانی یک ماده است. مدول یانگ به افتخار فیزیکدان توماس یانگ نامگذاری شد. این همچنین به عنوان مدول الاستیسیته شناخته می شود. مدول یانگ نیز دارای واحدهای فشار به عنوان مدول حجیم است. مدول جوان، E مطابق شکل زیر محاسبه می شود.
E=تنش کششی/کرنش کششی
تفاوت بین مدول حجیم و مدول جوان چیست؟
• مدول توده ای برای فشرده سازی یکنواخت تعریف می شود که در آن فشار از همه جهات به طور یکنواخت اعمال می شود. مدول جوان فقط برای یک محور ماده تعریف شده است.
• مدول توده ای تغییر حجم را هنگام اعمال فشار اندازه می گیرد و مدول یانگ تغییر طول را اندازه می گیرد.
• در مدول حجمی مقدار فشار اعمال شده اندازه گیری می شود. در مدول یانگ تنش کششی اعمال شده (فشردگی یا کشش) اندازه گیری می شود.
