Μαζική Ενότητα έναντι Νέων Συντελεστών
Όλες οι ουσίες / υλικά αποτελούνται από άτομα. Ο τύπος των ατόμων, ο αριθμός και η σύνδεσή τους διαφέρουν από υλικό σε υλικό και το οποίο καθορίζει κάθε ένα από τα μοναδικά χαρακτηριστικά τους. Ανεξάρτητα από το πόσα άτομα συγκεντρώνονται για να σχηματίσουν μια συγκεκριμένη ουσία, τα άτομα δεν τείνουν να διατάσσονται με συμπαγή τρόπο όπου δεν υπάρχει χώρος μεταξύ τους. Οι δυνάμεις έλξης και απώθησης μεταξύ των ατόμων, διατηρούν πάντα ένα συγκεκριμένο διάστημα μεταξύ τους. Επομένως, σε οποιαδήποτε ουσία, ανεξάρτητα από το πόσο συμπαγής είναι, υπάρχει αρκετός και περισσότερος χώρος μεταξύ των ατόμων. Χωρίζουμε τις ουσίες κυρίως σε τρεις κατηγορίες ως στερεές, υγρές και αέριες. Η ατομική τους διάταξη είναι διαφορετική. Τα στερεά έχουν μια εξαιρετικά συμπαγή ατομική διάταξη ενώ, στο αέριο, τα άτομα διασπείρονται σε μεγαλύτερο όγκο με πολύ χαμηλές αλληλεπιδράσεις. Στα υγρά, μπορεί να παρατηρηθεί ένα ενδιάμεσο στάδιο μεταξύ των στερεών και του αερίου.
Μαζική μονάδα
Οι περισσότερες ουσίες μειώνουν τον όγκο τους όταν εκτίθενται σε ομοιόμορφη, εξωτερικά ασκούμενη πίεση. Ωστόσο, αυτή η μείωση δεν είναι μια γραμμική καμπύλη, αλλά, καθώς αυξάνεται η πίεση, ο όγκος μειώνεται εκθετικά. Ο συντελεστής όγκου αναφέρεται στην αμοιβαία συμπιεστότητα ή, με άλλα λόγια, είναι ένα μέτρο αντίστασης στη συμπιεστότητα. Επιπλέον, περιγράφει τις ελαστικές ιδιότητες μιας ουσίας.
Ο συντελεστής όγκου μπορεί να οριστεί ως η αύξηση της πίεσης που απαιτείται για να μειωθεί ο όγκος κατά ένα συντελεστή 1/e. Όταν μια ουσία συμπιέζεται, θα είναι κάπως ανθεκτική στη συμπίεση ανάλογα με την ατομική διάταξη που έχει. Ο συντελεστής όγκου υποδεικνύει αυτήν την αντίσταση μιας ουσίας κατά την ομοιόμορφη συμπίεση. Μετράται σε Pascal/bar ή σε οποιαδήποτε άλλη μονάδα πίεσης. Ο συντελεστής όγκου δίνει μια ιδέα της μεταβολής του όγκου μιας στερεής ουσίας καθώς μεταβάλλεται η πίεση σε αυτήν. Όσο για το στερεό, ο συντελεστής όγκου είναι επίσης ιδιότητα των ρευστών, υποδηλώνει τη συμπιεστότητα ενός ρευστού. Τα αρκετά συμπιέσιμα ρευστά έχουν χαμηλό συντελεστή όγκου και τα ελαφρώς συμπιέσιμα ρευστά έχουν υψηλό συντελεστή όγκου. Ακολουθεί η εξίσωση για τον υπολογισμό του συντελεστή όγκου K.
K=-V(∂P/∂V)
V είναι ο όγκος της ουσίας και P είναι η πίεση που εφαρμόζεται.
Ο συντελεστής όγκου του χάλυβα είναι 1,6 × 1011 P, και αυτή είναι τριπλάσια της τιμής για το γυαλί. Επομένως, το γυαλί είναι τρεις φορές συμπιέσιμο από το ατσάλι.
Young Modulus
Ο συντελεστής νεαρής ηλικίας περιγράφει τις ελαστικές ιδιότητες μιας ουσίας που υφίσταται συμπίεση ή τάνυση προς μία μόνο κατεύθυνση. Για παράδειγμα, όταν μια μεταλλική ράβδος τεντώνεται ή συμπιέζεται από τη μία πλευρά, έχει τη δυνατότητα να επιστρέψει στο αρχικό της μήκος (ή πιο κοντά σε αυτό). Αυτό δείχνει πόσο μπορεί να αντέξει το μέταλλο μια τάση ή συμπίεση. Ο νεαρός συντελεστής είναι το μέτρο αυτής της ελαστικής ιδιότητας μιας ουσίας. Το Young modulus πήρε το όνομά του από τον φυσικό Thomas Young. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως μέτρο ελαστικότητας. Ο νεαρός συντελεστής έχει επίσης τις μονάδες πίεσης ως συντελεστή όγκου. Ο συντελεστής νεαρής ηλικίας, E υπολογίζεται όπως φαίνεται παρακάτω.
E=εφελκυστική τάση/καταπόνηση εφελκυσμού
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Bulk Modulus και του Young Modulus;
• Ο συντελεστής όγκου ορίζεται για ομοιόμορφη συμπίεση όπου η πίεση εφαρμόζεται ομοιόμορφα από όλες τις κατευθύνσεις. Ο νεαρός συντελεστής ορίζεται μόνο για έναν άξονα της ουσίας.
• Ο συντελεστής όγκου μετράει την αλλαγή του όγκου όταν εφαρμόζεται πίεση και ο συντελεστής Young μετρά τη μεταβολή του μήκους.
• Μετράται χύμα συντελεστής πίεσης που εφαρμόζεται. Στο μέτρο Young μετράται η εφαρμοζόμενη τάση εφελκυσμού (συμπίεση ή τέντωμα).
