इंजीनियरिंग सामग्रियों के भौतिक गुण

किसी इंजीनियरिंग उत्पाद या एप्लिकेशन के सामग्री को अंतिम रूप देने के लिए, हमें सामग्री के भौतिक गुणों का ज्ञान होना चाहिए। सामग्री के भौतिक गुण वे होते हैं जिन्हें देखा जा सकता है बिना सामग्री की पहचान में किसी परिवर्तन के। नीचे कुछ ऐसे सामान्य गुणों की सूची दी गई है-

• घनत्व

• विशिष्ट गुरुत्व

• अवस्था परिवर्तन तापमान

• तापीय विस्तार के गुणांक

• विशिष्ट ऊष्मा

• छिपी हुई ऊष्मा

• द्रविता

• लगाम पड़ने की क्षमता

• सुप्तता

• प्लास्टिसिटी

• पोरोसिटी

• तापीय चालकता

• विद्युत चालकता

सामग्री का घनत्व

सामग्री का घनत्व या पदार्थ को "इकाई आयतन पर द्रव्यमान" के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे सामग्री के आयतन के साथ द्रव्यमान के अनुपात के रूप में दर्शाया जाता है। इसे "ρ" से दर्शाया जाता है। इसकी इकाई SI प्रणाली में Kg/m3 है।
यदि, m सामग्री का द्रव्यमान Kg में है, V सामग्री का आयतन मीटर3 में है।
तब सामग्री का घनत्व,

सामग्री का विशिष्ट गुरुत्व

इसे एक संदर्भ सामग्री या पदार्थ के घनत्व के संबंध में सामग्री के घनत्व के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसकी कोई इकाई नहीं होती। कभी-कभी इसे आपेक्षिक घनत्व भी कहा जाता है। गुरुत्व की गणना के लिए आमतौर पर पानी को एक संदर्भ पदार्थ के रूप में माना जाता है।

अवस्था परिवर्तन तापमान

आमतौर पर एक पदार्थ की तीन अवस्थाएँ होती हैं - ठोस अवस्था, द्रव अवस्था, गैसीय अवस्था। अवस्था परिवर्तन तापमान वह तापमान है जिस पर पदार्थ एक अवस्था से दूसरी अवस्था में बदल जाता है।

अवस्था परिवर्तन तापमान निम्न प्रकार के होते हैं-

पिघलने का बिंदु-यह तापमान (°C या K में) है जिस पर पदार्थ ठोस अवस्था से द्रव अवस्था में बदल जाता है।

उबालने का बिंदु-यह तापमान (°C या K में) है जिस पर पदार्थ द्रव अवस्था से गैसीय अवस्था में बदल जाता है।

ठंडा करने का बिंदु-यह तापमान (°C या K में) है जिस पर द्रव ठोस अवस्था में बदल जाता है। थ्योरेटिकल रूप से यह पिघलने के बिंदु के बराबर होता है। हालांकि, व्यावहारिक रूप से कुछ अंतर देखा जा सकता है।

तापीय विस्तार का गुणांक

जब कोई सामग्री गर्म की जाती है, तो यह फैल जाती है, जिसके कारण इसके आयाम बदल जाते हैं। तापीय विस्तार का गुणांक, तापमान में वृद्धि के साथ सामग्री में विस्तार को दर्शाता है। तापीय विस्तार के गुणांक तीन प्रकार के होते हैं, जैसे-

रेखीय तापीय विस्तार का गुणांक
तापमान में परिवर्तन के कारण वस्तु की लंबाई में परिवर्तन को "रेखीय तापीय विस्तार का गुणांक" द्वारा संबंधित किया जाता है। इसे "αL" से दर्शाया जाता है

जहाँ, 'l' वस्तु की प्रारंभिक लंबाई है, 'Δl' लंबाई में परिवर्तन है, 'Δt' तापमान में परिवर्तन है। αL की इकाई प्रति °C है।

क्षेत्रफल तापीय विस्तार का गुणांक
तापमान में परिवर्तन के कारण वस्तु के क्षेत्रफल में परिवर्तन को "क्षेत्रफल तापीय विस्तार का गुणांक" द्वारा संबंधित किया जाता है। इसे "αA" से दर्शाया जाता है।

जहाँ, 'l' वस्तु की प्रारंभिक लंबाई है, 'ΔA' क्षेत्रफल में परिवर्तन है, 'Δt' तापमान में परिवर्तन है। αA की इकाई प्रति °C है।

आयतन तापीय विस्तार का गुणांक
तापमान में परिवर्तन के कारण वस्तु के आयतन में परिवर्तन को "आयतन तापीय विस्तार का गुणांक" द्वारा संबंधित किया जाता है। इसे "αV" से दर्शाया जाता है।

जहाँ, 'l' वस्तु की प्रारंभिक लंबाई है, 'ΔV' आयतन में परिवर्तन है, 'Δt' तापमान में परिवर्तन है। α