Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de bulkmodulus van viskeus materiaal?

Het concept van bulk modulus is niet direct van toepassing op viskeuze materialen op dezelfde manier als voor elastische vaste stoffen. Dit is waarom:

* elasticiteit versus viscositeit: Bulkmodulus meet de weerstand van een materiaal tegen compressie. Het beschrijft hoeveel volumeverandering plaatsvindt onder een bepaalde druk. Dit is een eigenschap van elastische materialen, die na vervorming terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm.

* Viskeus gedrag: Viskeuze materialen, zoals vloeistoffen en sommige vaste stoffen, vertonen vloeistofachtig gedrag. Ze weerstaan ​​vervorming door interne wrijving (viscositeit), wat leidt tot energiedissipatie als warmte. Ze hebben geen goed gedefinieerde "herstelkracht" zoals elastische vaste stoffen.

In plaats van een bulkmodulus worden viskeuze materialen gekenmerkt door hun:

* viscositeit (η): Dit meet de weerstand om onder schuifspanning te stromen. Hogere viscositeit betekent een grotere weerstand tegen vervorming.

* Bulk viscositeit (ζ): Dit verwijst naar de weerstand tegen volumetrische vervorming onder druk. Hoewel het een vergelijkbare naam deelt met bulkmodulus, is het geen equivalent concept. Bulkviscositeit is relevant in gevallen waarin de compressie niet uniform is, wat leidt tot interne wrijving binnen de vloeistof.

Voorbeeld: Stel je voor dat je een ballon gevuld met water (viskeus materiaal) versus een ballon gevuld met lucht (elastisch materiaal) knijpt.

* Water: U zult een weerstand tegen vervorming opmerken vanwege de viscositeit. De druk die u uitoefent, zal een volume -verandering veroorzaken, maar het water zal niet volledig terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm nadat u de druk hebt vrijgegeven.

* lucht: Lucht, elastisch, zal comprimeren en vervolgens terugbreiden naar zijn oorspronkelijke volume wanneer u de druk vrijgeeft.

Samenvattend: Viscote materialen bezitten geen bulkmodulus op dezelfde manier als elastische materialen doen. In plaats daarvan wordt hun gedrag gekenmerkt door viscositeit en bulkviscositeit, die respectievelijk hun weerstand tegen stroming en volumetrische vervorming beschrijven.