Fyzikální vlastnosti inženýrských materiálů
Pro k dokončení materiálu pro inženýrský výrobek nebo aplikaci bychom měli mít znalosti o fyzikálních vlastnostech materiálů. Fyzikální vlastnosti materiálu jsou ty, které lze pozorovat bez jakékoli změny identity materiálu. Některé z těchto typických vlastností materiálu jsou uvedeny níže-
Hustota
Specifická hmotnost
Teploty změny skupenství
Koeficienty tepelné expanze
Specifická tepelná kapacita
Skrytá teplo
Tokovost
Svarkovatelnost
Elasticita
Plasticita
Poroza
Tepelná vodivost
Hustota materiálů
Hustota materiálu nebo látky je definována jako "hmotnost na jednotku objemu". Zastupuje poměr hmotnosti a objemu materiálu. Označuje se symbolem “ρ”. Jeho jednotka v SI systému je Kg/m3.
Pokud je m hmotnost materiálu v Kg, V objem materiálu v metrech3.
Pak hustota materiálu,
Specifická hmotnost materiálů
Je definována jako poměr hustoty materiálu vzhledem k hustotě referenčního materiálu nebo látky. Nemá žádnou jednotku. Někdy se také nazývá relativní hustota. Pro výpočet specifické hmotnosti se obvykle využívá voda jako referenční látka.
Teploty změny skupenství
Obecně má látka tři skupenství - pevné, kapalné a plynové. Teplota změny skupenství je teplota, při které látka mění své skupenství.
Teploty změny skupenství jsou následujících typů-
Teplota tavení-Je to teplota (v oC nebo K), při které látka mění skupenství z pevného do kapalného.
Teplota varu-Je to teplota (v oC nebo K), při které látka mění skupenství z kapalného do plynného.
Teplota tuhnutí-Je to teplota (v oC nebo K), při které látka mění skupenství z kapalného do pevného. Teoreticky je stejná jako teplota tavení. Prakticky však mohou být pozorovány některé rozdíly.
Koeficient tepelné expanze
Když je materiál ohřát, rozšiřuje se, což způsobuje změnu jeho rozměrů. Koeficient tepelné expanze vyjadřuje rozšíření materiálu s nárůstem teploty. Tepelné expanzní koeficienty se dělí na tři typy, a to-
Koeficient lineární tepelné expanze
Změna délky objektu v důsledku změny teploty je vyjádřena „koeficientem lineární tepelné expanze“. Označuje se symbolem “αL”
Kde, ‘l’ je počáteční délka objektu, ‘Δl’ je změna délky, ‘Δt’ je změna teploty. Jednotka αL je za oC.
Koeficient areální tepelné expanze
Změna plochy objektu v důsledku změny teploty je vyjádřena „koeficientem areální tepelné expanze“. Označuje se symbolem “αA”.
Kde, ‘l’ je počáteční délka objektu, ‘ΔA’ je změna délky, ‘Δt’ je změna teploty. Jednotka αA je za oC.
Koeficient objemové tepelné expanze
Změna objemu objektu v důsledku změny teploty je vyjádřena „koeficientem objemové tepelné expanze“. Označuje se symbolem “αV”
Kde, ‘l’ je počáteční délka objektu, ‘ΔV’ je změna délky, ‘Δt’ je změna teploty. Jednotka αA je za oC.
Specifická tepelná kapacita materiálů
Specifická tepelná kapacita materiálu je definována jako množství tepla potřebného k zvýšení teploty jednotkové hmotnosti materiálu o 1oC. Označuje se symbolem ‘S’.
Kde, m je hmotnost materiálu v Kg. Q je množství tepla dodaného materiálu v Joule. Δt je vzestup teploty. Jednotka specifické tepelné kapacity v SI systému je Joule/Kg oC.
