מודול בתפזורת לעומת מודול צעיר
כל החומרים/חומרים מורכבים מאטומים. סוג האטומים, מספרם וחיבורם משתנים מחומר לחומר, וזה מגדיר כל אחד מהמאפיינים הייחודיים שלהם. לא משנה כמה אטומים מתאחדים ליצירת חומר מסוים, אטומים אינם נוטים להתארגן בצורה קומפקטית שבה אין רווח ביניהם. כוחות המשיכה והדחייה בין האטומים, שומרים תמיד על רווח מסוים ביניהם. לכן, בכל חומר, לא משנה כמה הם קומפקטיים, יש מספיק ויותר מרווח בין האטומים. אנו מחלקים חומרים בעיקר לשלוש מחלקות כמו מוצק, נוזל וגז.הסידורים האטומיים שלהם שונים. למוצקים יש סידור אטומי קומפקטי ביותר ואילו בגז, האטומים מפוזרים בנפח גדול יותר עם אינטראקציות נמוכות מאוד. בנוזלים ניתן לראות שלב ביניים בין המוצקים לגז.
מודול בכמות גדולה
רוב החומרים מפחיתים את נפחו כאשר הם נחשפים ללחץ חיצוני אחיד. עם זאת, ירידה זו אינה עקומה ליניארית, אלא, ככל שהלחץ עולה, הנפח יורד באופן אקספוננציאלי. מודול נפח מתייחס להדדיות של דחיסה או, במילים אחרות, זהו מדד להתנגדות לדחיסה. יתר על כן, הוא מתאר את התכונות האלסטיות של חומר.
ניתן להגדיר את מודול הנפח כעליית הלחץ הדרושה להקטנת הנפח בגורם של 1/e. כאשר חומר נדחס, הוא יהיה עמיד במקצת לדחיסה בהתאם לסידור האטומי שיש לו. מודול נפח מצביע על התנגדות זו של חומר בדחיסה אחידה.הוא נמדד בפסקל/בר או כל יחידת לחץ אחרת. מודול נפח נותן מושג על שינוי בנפח של חומר מוצק עם שינוי הלחץ עליו. באשר למוצק, מודול התפזורת הוא גם תכונה של נוזלים, הוא מציין את יכולת הדחיסה של נוזל. לנוזלים הניתנים לדחיסה די יש מודול תפזורת נמוך ולנוזלים הניתנים לדחיסה מעט יש מודול תפזורת גבוה. להלן המשוואה לחישוב מודול התפזורת K.
K=-V(∂P/∂V)
V הוא נפח החומר ו-P הוא הלחץ המופעל.
מודול התפזורת של פלדה הוא 1.6 × 1011 P, וזה פי שלושה מהערך לזכוכית. לכן, זכוכית ניתנת לדחיסה פי שלושה מהפלדה.
Young Modulus
מודול צעיר מתאר את התכונות האלסטיות של חומר העובר דחיסה או מתיחה בכיוון אחד בלבד. לדוגמה, כאשר מוט מתכת נמתח או דחוס מצד אחד, יש לו יכולת לחזור לאורכו המקורי (או קרוב יותר לזה).זה מראה עד כמה המתכת יכולה לעמוד במתח או דחיסה. מודול צעיר הוא המדד לתכונה האלסטית הזו של חומר. מודול יאנג נקרא על שמו של הפיזיקאי תומס יאנג. זה ידוע גם בתור מודול האלסטיות. למודול הצעיר יש גם את יחידות הלחץ כמודולוס בתפזורת. מודול צעיר, E מחושב כפי שמוצג להלן.
E=מתח מתיחה/מתח מתיחה
מה ההבדל בין Bulk Modulus ל-Young Modulus?
• מודול נפח מוגדר עבור דחיסה אחידה שבה הלחץ מופעל מכל הכיוונים באופן אחיד. מודול צעיר מוגדר רק עבור ציר אחד של החומר.
• מודול נפח למדוד את השינוי בנפח כאשר מופעל לחץ, ומודול יאנג מודד את השינוי באורך.
• במודול הכמותי נמדדת כמות הלחץ המופעל. ב-Young Modulus מיושם מתח מתיחה (דחיסה או מתיחה) נמדד.
