Bulk Modulus vs Young Modulus
Kaikki aineet/materiaalit koostuvat atomeista. Atomien tyyppi, lukumäärä ja yhteys vaihtelevat materiaalista toiseen, ja se määrittelee jokaisen niiden ainutlaatuisen ominaisuuden. Riippumatta siitä, kuinka paljon atomeja yhdistyy muodostaakseen tietyn aineen, atomit eivät yleensä järjesty tiiviisti paikkaan, jossa niiden välillä ei ole tilaa. Atomien väliset veto- ja hylkimisvoimat pitävät aina tietyn tilan niiden välissä. Siksi missä tahansa aineessa, riippumatta siitä kuinka kompakteja ne ovat, atomien välillä on tarpeeksi ja enemmän tilaa. Jaamme aineet pääasiassa kolmeen luokkaan: kiinteät, nestemäiset ja kaasut. Niiden atomijärjestelyt ovat erilaisia. Kiinteillä aineilla on erittäin kompakti atomijärjestely, kun taas kaasussa atomit ovat hajallaan suuremmassa tilavuudessa erittäin alhaisilla vuorovaikutuksilla. Nesteissä voidaan nähdä välivaihe kiinteiden aineiden ja kaasun välillä.
Bulk Modulus
Useimmat aineet vähentävät sen tilavuutta, kun ne altistetaan tasaiselle, ulkopuoliselle paineelle. Tämä lasku ei kuitenkaan ole lineaarinen käyrä, vaan paineen kasvaessa tilavuus pienenee eksponentiaalisesti. Bulkkimoduuli viittaa kokoonpuristuvuuden käänteisarvoon tai toisin sanoen se on kokoonpuristuvuuden vastuksen mitta. Lisäksi se kuvaa aineen elastisia ominaisuuksia.
Bulkkimoduuli voidaan määritellä paineen lisäykseksi, joka tarvitaan vähentämään tilavuutta kertoimella 1/e. Kun ainetta puristetaan, se kestää jonkin verran puristusta riippuen sen atomijärjestelystä. Bulkkimoduuli ilmaisee tämän aineen vastuksen tasaisen puristuksen yhteydessä. Se mitataan Pascalissa/barissa tai muissa paineyksiköissä. Bulkkimoduuli antaa käsityksen kiinteän aineen tilavuuden muutoksesta, kun siihen kohdistuva paine muuttuu. Mitä tulee kiinteään aineeseen, bulkkimoduuli on myös nesteiden ominaisuus, se osoittaa nesteen kokoonpuristuvuuden. Melko kokoonpuristuvilla nesteillä on alhainen tilavuuskerroin ja vähän kokoonpuristuvilla nesteillä on korkea bulkkimoduuli. Seuraavassa on yhtälö bulkkimoduulin K laskemiseksi.
K=-V(∂P/∂V)
V on aineen tilavuus ja P on käytetty paine.
Teräksen bulkkimoduuli on 1,6 × 1011 P, ja tämä on kolme kertaa lasin arvo. Siksi lasi on kolme kertaa puristuva kuin teräs.
Young Modulus
Nuori moduuli kuvaa puristuvan tai venyvän aineen elastisia ominaisuuksia vain yhteen suuntaan. Esimerkiksi kun metallitankoa venytetään tai puristetaan yhdeltä sivulta, se pystyy palaamaan alkuperäiseen pituuteensa (tai lähemmäs sitä). Tämä osoittaa, kuinka pitkälle metalli kestää jännitystä tai puristusta. Young-moduuli on aineen tämän elastisuusominaisuuden mitta. Youngin moduuli on nimetty fyysikon Thomas Youngin mukaan. Tämä tunnetaan myös kimmomoduulina. Young-moduulilla on myös paineen yksiköt bulkkimoduulina. Young-moduuli, E lasketaan alla olevan kuvan mukaisesti.
E=vetojännitys / vetojännitys
Mitä eroa on Bulk Moduluksen ja Young Moduluksen välillä?
• Bulkkimoduuli on määritelty tasaiselle puristukselle, jossa painetta kohdistetaan tasaisesti kaikista suunnista. Young-moduuli määritellään vain aineen yhdelle akselille.
• Bulkkimoduuli mittaa tilavuuden muutoksen painetta käytettäessä, ja Youngin moduuli mittaa muutoksen pituuden.
• Bulkkimoduulissa käytetyn paineen määrä mitataan. Youngin moduulissa mitataan käytetty vetojännitys (puristus tai venytys).
