Bulkkikimmomoduuli

Volumetrinen kimmomoduuli (tilavuus- tai ympäripuristusmoduuli) on ominaisuus aineen kyvylle vastustaa jokasuuntaista puristusta. Tämä arvo määrittää kehon tilavuuden suhteellisen muutoksen ja tämän muutoksen aiheuttaneen paineen välisen suhteen. Esimerkiksi vedessä bulkkikimmomoduuli on noin 2000 MPa ; tämä luku osoittaa, että veden tilavuuden vähentämiseksi 1 % :lla on käytettävä 20 MPa :n ulkoista painetta . Toisaalta, kun ulkoinen paine kasvaa 0,1 MPa , veden tilavuus pienenee 1/20 000 osalla . Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) bulkkikimmomoduulin mittayksikkö on pascal (venäläinen nimitys: "Pa"; kansainvälinen: "Pa") [1] .

Määritelmä

Irtotavarakimmomoduuli määritetään kaavalla:

K=-V{\frac {dp}{dV)),

missä on paine ja tilavuus. $s$ $V$

Bulkkimoduulin käänteislukua kutsutaan tilavuuspuristussuhteeksi .

Voidaan osoittaa, että isotrooppisen kappaleen tapauksessa bulkkimoduuli voidaan ilmaista millä tahansa kahdella seuraavista suureista: Youngin moduuli , Poissonin suhde , leikkausmoduuli , ensimmäinen Lame-parametri : $E$ $\nu$ $G$ $\lambda$

K={\frac {E}{3(1-2\nu ))).

K={\frac {EG}{3(3G-E))).

K={\frac {E+3\lambda +{\sqrt {E^{2}+9\lambda ^{2}+2E\lambda }}}{6}}.

K={\frac {2G(1+\nu )}{3(1-2\nu ))).

K={\frac {\lambda (1+\nu )}{3\nu )).

K=\lambda + {\frac {2G}{3)).

Termodynaamiset suhteet

Tarkkaan ottaen bulkkikimmomoduuli on termodynaaminen suure, ja on välttämätöntä määrittää bulkkikimmomoduuli lämpötilanmuutosolosuhteista riippuen: vakiolämpötilassa (isoterminen ), vakioentropiassa ( adiabaattinen ) jne. , tällaiset erot ovat yleensä tärkeitä kaasuille . $K_{T}$ $K_{S}$

Ideaalikaasun tapauksessa bulkkikimmoisuuden isoterminen ja adiabaattinen moduli ilmaistaan yksinkertaisilla kaavoilla. Joten ideaalikaasun isotermiyhtälöstä seuraa: $p={\frac {\mathrm {const} }{V))$

K_{T}=P\,.

Käyttämällä adiabaattista yhtälöä voit saada $p\,\cdot V^{\gamma }=\mathrm {const} ,$

K_{S}=\gamma P,

missä on adiabaattinen eksponentti . $\gamma$

Yllä olevista yhtälöistä, jotka pätevät täsmälleen ihanteellisille kaasuille , tulee likimääräisiä suhteessa todellisiin kaasuihin .

Nesteiden tilavuusmoduuli K ja tiheys ρ määrittävät äänen nopeuden c (paineaallot Newton - kaavan

c={\sqrt {\frac {K}{\rho }}}.

Mitta

Kimmokerroin voidaan mitata jauheröntgendiffraktiolla , joka on akustinen polarisaatiomenetelmä (kiinteille aineille).

Joitakin merkityksiä

Joidenkin materiaalien bulkkimoduulin (K) likimääräiset arvot

Materiaali	Kimmokerroin GPa	Bulkkimoduuli pauna-voimana neliötuumaa kohti
Lasi (katso myös taulukon alla oleva taulukko)	35-55 _ _ _	5,8⋅10 3
Teräs	160	23⋅10 3
Timantti [2]	442	64⋅10 3

Muiden aineiden bulkkimoduulin (K) likimääräiset arvot

Vesi	2,2⋅10 9 Pa (arvo kasvaa korkeammissa paineissa)
ilmaa	1,42⋅10 5 Pa (adiabaattinen bulkkikimmomoduuli)
ilmaa	1,01⋅10 5 Pa (bulkkimoduuli vakiolämpötilassa)
kiinteä helium	5⋅10 7 Pa (noin)

Muistiinpanot

↑ Joustomassan ominaisuudet . hyperfysiikka . Georgian osavaltion yliopisto. Haettu 1. lokakuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 30. elokuuta 2012. (määrätön)
↑ Cohen, Marvin. Timanttien ja sinkkiseoskiintoaineiden bulkkimoduulien laskenta (englanniksi) // Physical Review B : Journal. - 1985. - Voi. 32 . - P. 7988-7991 . - doi : 10.1103/PhysRevB.32.7988 . - .
↑ Fluegel, Alexander Lasin bulkkimoduulilaskenta ( downlink) . glassproperties.com . Haettu 1. lokakuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 30. elokuuta 2012. (määrätön)

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Hienoa norjalaista Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4370739-7

Kimmomoduulit homogeenisille isotrooppisille materiaaleille _
Kimmokimmokerroin ( ) $K$ Youngin moduuli ( ) $E$ Huonot parametrit ( ) $\lambda$ Leikkausmoduuli ( ) $G$ Poissonin suhde ( ) $\nu$ P-aaltomoduuli () $M$