Mühendislik Malzemelerinin Fiziksel Özellikleri

Bir mühendislik ürünü veya uygulaması için malzemeyi tamamlamak üzere, malzemenin fiziksel özelliklerini bilmeliyiz. Bir malzemenin fiziksel özellikleri, malzemenin kimliğini değiştirmeden gözlemlenebilen özelliklerdir. Aşağıda bazı tipik malzeme özellikleri listelenmiştir-

• Yoğunluk

• Özgül ağırlık

• Hal değişimi sıcaklıkları

• Termal genişleme katsayıları

• Özgül ısı

• Gizli ısı

• Akışkanlık

• Kaynaklanabilirlik

• Elastiklik

• Plastisite

• Porsites

• Termal iletim

• Elektriksel İletkenlik

Malzemelerin Yoğunluğu

Bir malzemenin yoğunluğu veya bir madde, “birim hacim başına kütle” olarak tanımlanır. Malzemenin kütlesinin hacmiyle oranı olarak ifade edilir. "ρ" ile gösterilir. SI sistemindeki birimi Kg/m3.
Eğer, m malzemenin kilogram cinsinden kütlesi, V malzemenin metre3 cinsinden hacmiyse.
O zaman malzemenin yoğunluğu,

Malzemelerin Özgül Ağırlığı

Bu, malzemenin yoğunluğunun bir referans malzeme veya maddeye göre yoğunlukla olan oranıdır. Herhangi bir birimi yoktur. Bazen nispi yoğunluk olarak da adlandırılır. Genellikle belirleyici hesaplamalar için su bir referans madde olarak kabul edilir.

Hal Değişim Sıcaklıkları

Genellikle bir madde üç hal alır: katı hal, sıvı hal ve gaz hal. Hal değişim sıcaklığı, maddenin bir halinden diğerine geçtiği sıcaklıktır.

Hal değişim sıcaklıkları aşağıdaki türlerdedir:

Erime noktası-Bu, maddenin katı halinden sıvı haline geçtiği sıcaklıktır (°C veya K cinsinden).

Kaynama noktası-Bu, maddenin sıvı halinden gaz haline geçtiği sıcaklıktır (°C veya K cinsinden).

Dondurma noktası-Bu, sıvının sıvı halinden katı haline geçtiği sıcaklıktır (°C veya K cinsinden). Teorik olarak erime noktasına eşittir. Ancak pratikte bazı farklar gözlemlenebilir.

Isıl Genleşme Katsayısı

Bir malzeme ısıtıldığında, genişler ve boyutları değişir. Isıl genleşme katsayısı, sıcaklık artışıyla birlikte malzemenin genişlemesini temsil eder. Isıl genleşme katsayıları üç türdür, yani:

Doğrusal Isıl Genleşme Katsayısı
Sıcaklık değişimine bağlı olarak bir nesnenin uzunluğunun değişimi, "doğrusal isıl genleşme katsayısı" ile ilişkilidir. Bu, "αL" ile gösterilir.

Burada, 'l' nesnenin başlangıç uzunluğu, 'Δl' uzunlukta olan değişim, 'Δt' ise sıcaklıkta olan değişimdir. αL birimleri °C başına olur.

Alan Termal Genleşme Katsayısı
Nesnenin alanındaki değişikliğin sıcaklık değişimine bağlı olarak "Alan Termal Genleşme Katsayısı" ile ilişkilendirilir. Bu katsayı "αA" ile gösterilir.

Burada, 'l' nesnenin başlangıç uzunluğu, 'ΔA' uzunlukta olan değişim, 'Δt' ise sıcaklıkta olan değişimdir. αA birim derece Celsius'tür.

Hacim Termal Genleşme Katsayısı
Nesnenin hacmindeki değişikliğin sıcaklık değişimine bağlı olarak "Hacim Termal Genleşme Katsayısı" ile ilişkilendirilir. Bu katsayı "αV" ile gösterilir.

Burada, 'l' nesnenin başlangıç uzunluğu, 'ΔV' hacimdeki değişim, 'Δt' ise sıcaklıkta olan değişimdir. αA birim derece Celsius'tür.

Maddelerin Özel Isısı

Bir maddenin özel ısısı, maddenin birim kütlesinin sıcaklığının 1 derece Celsius artması için gerekli olan ısı miktarıdır. Bu, 'S' ile gösterilir.

Burada, m, maddenin kilogram cinsinden kütlesidir. Q, maddeye verilen ısı miktarıdır (Joule cinsinden). Δt, sıcaklık artışıdır. Özel ısı birimi SI sisteminde Joule/Kg derece Celsius'tür.

Maddelerin Gizli Isısı

Bir maddeden bir durumdan diğerine geçişte (Faz değişimi) birim kütlenin değiştirildiği/sağlanan ısı miktarına maddenin gizli isi denir. Bu, 'L' ile gösterilir. Gizli ısı şu şekilde verilir,

Burada, 'Q' maddenin gerektirdiği/yaydığı ısı miktarıdır (Joule cinsinden), 'm' ise maddenin kütlesidir (Kilogram cinsinden). Gizli ısı birimi SI sisteminde Joule/Kg'dır.

Malzemelerin Akışkanlığı

Bu, bir malzemenin sıvı halde ne kadar kolay akabileceğini temsil eden bir özellik. Bu, sıvı malzemenin viskozitesinin tersidir.

Malzemelerin Kaynaklanabilirliği

Bu, bir malzemenin iki parçasının basınç veya ısı veya her ikisini de uygulayarak ne kadar kolay birleştirilebileceğini gösteren bir özelliktir.

Malzemelerin Esnekliği

Bu, bir malzemenin yük veya kuvvet kaldırıldığında orijinal boyutlarına geri dönebileceği özelliğidir.

Malzemelerin Plastisitesi

Elastiklik sınırını aşan yükü arttırdıkça, malzeme şekillendirilmiş halini korur. Malzemelerin bu özelliği plastisite olarak adlandırılır.

Malzemelerin Porozitesi

Bir malzeme erime durumunda olduğunda, malzemenin içinde bazı çözünmüş gazlar bulunur. Malzeme katılaşırken, bu gazlar buharlaşır ve boşluklar bırakır. Malzemenin porozitesi, katı malzemelerdeki boşlukların miktarını temsil eder.

Malzemelerin Isı İletkenliği

Bu, bir malzemenin ne kadar kolay bir ısıyı iletebileceğini temsil eden bir özelliktir.
Malzemenin ısı iletkenliği, "malzemenin birim alan yüzeyine normal olan birim kalınlıkta birim zamanda iletilen ısı miktarı, malzemenin parçasındaki sıcaklık gradyanı birim olduğu durumda sabit durumda" olarak tanımlanabilir.
SI sisteminde birimi watt per metre per K'dır.

Malzemelerin Elektriksel İletkenliği

Bu malzemelerin elektriği ne kadar kolay iletebileceğini gösteren bir özelliktir. Bu, 'σ' ile gösterilir. Malzemenin iletkenlik karşıtı değeriyle ters orantılıdır. Birim olarak mho/metre kullanılır.

Açıklama: Orijinali saygıya değerdir, iyi makaleler paylaşmaya değerdir, eğer ihlal varsa lütfen silme isteyin.