โมดูลัสของแรงบีบอัด

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

โมดูลัสของแรงบีบอัด หรือ บัลก์ มอดุลัส (bulk modulus) (K) คือ การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรสัมพัทธ์ของวัตถุที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงความดัน มันจำเป็นในการวัดความต้านทานของวัตถุที่มีต่อการบีบอัด อย่างสม่ำเสมอ

เพื่อช่วยให้นึกภาพปัญหาที่บัลก์ มอดุลัสจะมีประโยชน์ จะยกตัวอย่างต่อไปนี้:
ลูกปืนใหญ่ทำด้วยเหล็ก (ค่าบัลก์ มอดุลัส เท่ากับ 170 GPa) ถูกปล่อยลงในทะเลสาบที่ลึกมาก ที่ความดัน (หรือความลึก) เท่าใดจึงจะทำให้ปริมาตรลดลง 1%?

คำตอบ: 1.7GPa (ซึ่งลึกเท่ากับ 170,000m ที่ลึกจนเป็นไปไม่ได้!)

ค่า บัลก์ มอดุลัส (K) ของ ของไหล หรือ ของแข็ง เขียนอยู่ในรูปสมการได้เป็น

$K=-V\frac{\partial P}{\partial V}$

เมื่อ P คือความดันและ V คือปริมาตร

บัลก์ มอดุลัสจึงวัดการตอบสนองต่อความดันด้วยการเปลี่ยนแปลงปริมาตรสัมพัทธ์ ซึ่งจำเป็นในการวัดความต้านทานของวัตถุที่มีต่อการบีบอัดอย่างสม่ำเสมอ ยังมีค่ามอดุลัสอื่น ๆ ใช้บรรยายการตอบสนองของวัสดุ (ความเครียด) ต่อ ความเค้น ประเภทอื่น เช่น โมดูลัสของแรงเฉือน บรรยายการสนองต่อความเฉือน และ มอดุลัสของยัง บรรยายการตอบสนองต่อการดึงเชิงเส้น สำหรับของไหลแล้ว บัลก์ มอดุลัสเป็นมอดุลัสอย่างเดียวที่มีความหาย ส่วนกรณีของของแข็งแบบ anisotropic เช่น ไม้ หรือ กระดาษ มอดุลัสทั้งสามอย่างนี้ไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะบรรยายพฤติกรรมของมัน และยังต้องใช้ กฎของฮุค แบบ full generalized

หากกล่าวโดยชัดเจนแล้ว บัลก์ มอดุลัสเป็นปริมาณทาง เทอร์โมไดนามิกส์ และมันจำเป็นในการระบุว่าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างไรในการระบุค่าบัลก์ มอดุลัส กล่าวคือ ต้องกำหนด อุณหภูมิ คงที่ ( $K T$ ), เอนทาลปี คงที่ (อะเดียบาติก $K S$ ) หรือตัวแปรอื่น ๆ ที่เป็นไปได้ ในทางปฏิบัติแล้ว ความแตกต่างจะมีความหมายสำหรับแก๊สเท่านั้น

ค่าส่วนกลับของบัลก์ มอดุลัส เรียกว่า compressibility ของสาร

สำหรับแก๊ส ค่า adiabatic bulk modulus $K S$ กำหนดโดยประมาณคือ

$K_S=\kappa\, P$

เมื่อ

κ คือ adiabatic index บางครั้งเรียกว่า γ

P คือ ความดัน

ค่า adiabatic bulk modulus จะควบคุม อัตราเร็วเสียง (สำหรับคลื่นความดัน) ในวัสดุ ของแข็งสามารถส่งผ่าน คลื่นตามขวาง ได้ โดยกรณีนั้นค่า โมดูลัสของแรงเฉือน จะเป็นตัวการหลักในการอธิบาย

[แก้] ตัวอย่าง

น้ำ: 2.2×10⁹ Pa
อากาศ: 1.42×10⁵ Pa
Steel: 1.6×10¹¹ Pa
ฮีเลียม แข็ง (ประมาณ): 5×10⁷ Pa

[แก้] ลิงก์ภายนอก

http://mpec.sc.mahidol.ac.th ศูนย์การศึกษาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยมหิดล รวบรวมแหล่งความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์ และคณิตศาสตร์ รวมทั้งเว็บบอร์ดสำหรับแลกเปลี่ยนความคิดเห็น โจทย์ เกี่ยวกับฟิสิกส์ รวมทั้งข้อมูลเกี่ยวกับฟิสิกส์โอลิมปิก และฟิสิกส์ สอวน.

http://www.posn.or.th มูลนิธิส่งเสริิมโอลิมปิกวิชาการและพัฒนามาตรฐานวิทยาศาสตร์การศึกษา ในพระอุปถัมภ์สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ (สอวน.) รวบรวมโจทย์ฝึกฝนลับสมอง และสนทนาวิชาการ เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ รวมทั้งข้อมูลเกี่ยวกับโครงการโอลิมปิกวิชาการของ สอวน.

[แก้] อ้างอิง

http://en.wikipedia.org/wiki/Bulk_modulus

ดึงข้อมูลจาก "http://th.wikipedia.org../../../%E0%B9%82/%E0%B8%A1/%E0%B8%94/%E0%B9%82%E0%B8%A1%E0%B8%94%E0%B8%B9%E0%B8%A5%E0%B8%B1%E0%B8%AA%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B9%81%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B8%9A%E0%B8%B5%E0%B8%9A%E0%B8%AD%E0%B8%B1%E0%B8%94.html".

โมดูลัสของแรงบีบอัด

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

[แก้] ตัวอย่าง

[แก้] ลิงก์ภายนอก

[แก้] อ้างอิง

Views

ป้ายบอกทาง

ค้นหา