Qual è il modulo di massa?

I materiali possono essere generalmente compressi se sottoposti a pressioni esterne applicate sulle loro superfici.La riduzione del volume di un materiale sotto una determinata pressione varia ampiamente da materiale a materiale.I gas sono generalmente più facilmente compressi sotto pressione mentre i solidi possono essere compressi relativamente poco e con grande difficoltà.Il modulo sfuso è una proprietà del materiale che indica il grado di resistenza di un materiale alla compressione.Può anche essere indicato da una serie di altri termini come il modulo di massa dell'elasticità, il modulo della compressione e altri.

Un modo per pensarci è come il reciproco di compressibilità.L'elevato modulo di massa per un materiale indica una resistenza relativamente elevata alla compressione, il che significa che è difficile comprimere.Un valore basso indica una resistenza relativamente poca alla compressione, il che significa che il materiale è relativamente facilmente compresso.Ad esempio, il modulo sfuso dell'acciaio è di diversi ordini di grandezza più grandi di quello dell'aria, che può essere compresso relativamente facilmente con un compressore d'aria. I valori del modulo sfuso di un materiale variano a seconda di fattori come la temperatura di quelloMateriale o la quantità di aria che viene miscelata in esso.Man mano che un materiale si riscalda, il suo volume si espanderà generalmente risultando in una struttura fisica più aperta che è più facile da comprimere.L'aria intrappolata in un materiale colpisce anche la struttura fisica di un materiale che colpisce in tal modo il suo modulo di massa.

Alcuni fluidi, come l'acqua o il fluido idraulico, sono talvolta casualmente definiti fluidi incomprimibili.Questo non è strettamente accurato, ma poiché le loro compressibilità sono relativamente basse, il modulo di massa può essere ignorato in alcuni calcoli ingegneristici.In determinate circostanze, tuttavia, ad esempio in alcune situazioni ad alta pressione, deve essere preso in considerazione per garantire la progettazione e la funzione del sistema adeguate.

Ad esempio, le prestazioni delle apparecchiature idrauliche a pressione molto elevata possono essere degradate se il modulo sfuso del fluido idraulico non viene preso in considerazione nella progettazione del sistema.Questo perché viene spesa un po 'di energia nel comprimere il fluido idraulico piuttosto che andare direttamente verso il lavoro che l'attrezzatura svolge.Il fluido nel sistema deve essere compresso al punto in cui resiste all'ulteriore compressione prima che vengano agite l'attrezzatura e il carico.La diversione dell'energia dal compito primario può influire sulla posizione dell'attrezzatura, la potenza che ha a disposizione per la funzione prevista, il tempo di risposta e così via.

Il modulo sfuso è meno spesso una caratteristica di interesse rispetto ai solidi poiché sonoIn genere sono estremamente difficili da comprimere, ma è rilevante in alcune circostanze.La velocità con cui il suono viaggia attraverso un solido dipende in parte dal modulo sfuso del materiale.La quantità di energia che può essere immagazzinata in un solido è anche correlata a questa proprietà, quindi è rilevante per lo studio dei terremoti e delle onde sismiche.

Come funzione matematica, questa proprietà materiale è espressa come rapporto tra la pressione applicata aLa variazione del volume della sostanza per unità di volume.Ciò produce un valore espresso nelle stesse unità utilizzate per esprimere pressione perché le unità del volume si annullano.In forma grafica, è la pendenza della curva formata tracciando le pressioni applicate a un materiale rispetto ai materiali corrispondenti volumi specifici a tali pressioni.