Tính chất vật lý của vật liệu kỹ thuật

Để hoàn thiện vật liệu cho một sản phẩm hoặc ứng dụng kỹ thuật, chúng ta cần phải có kiến thức về tính chất vật lý của vật liệu. Tính chất vật lý của một vật liệu là những tính chất có thể quan sát được mà không thay đổi bản chất của vật liệu. Dưới đây là danh sách một số tính chất điển hình của vật liệu:

• Mật độ

• Trọng lượng riêng

• Nhiệt độ chuyển trạng thái

• Hệ số nở nhiệt

• Nhiệt dung riêng

• Nhiệt ẩn

• Tính lưu động

• Khả năng hàn

• Tính đàn hồi

• Tính dẻo

• Tính xốp

• Độ dẫn nhiệt

• Độ dẫn điện

Mật độ của Vật liệu

Mật độ của một vật liệu hoặc chất được định nghĩa là "khối lượng trên đơn vị thể tích". Nó được biểu diễn bằng tỷ lệ giữa khối lượng và thể tích của vật liệu. Nó được ký hiệu bằng “ρ”. Đơn vị của nó trong hệ SI là Kg/m3.
Nếu, m là khối lượng của vật liệu tính bằng Kg, V là thể tích của vật liệu tính bằng mét3.
Thì mật độ của vật liệu,

Trọng lượng riêng của Vật liệu

Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa mật độ của vật liệu so với mật độ của một vật liệu hoặc chất tham chiếu. Nó không có đơn vị. Đôi khi nó còn được gọi là mật độ tương đối. Đối với việc tính trọng lượng riêng, thường nước được coi là chất tham chiếu.

Nhiệt độ Đổi Trạng Thái

Một chất thường có ba trạng thái được gọi là - trạng thái rắn, trạng thái lỏng, trạng thái khí. Nhiệt độ đổi trạng thái là nhiệt độ mà tại đó chất chuyển từ một trạng thái sang trạng thái khác.

Các loại nhiệt độ đổi trạng thái bao gồm-

Điểm nóng chảy-Đó là nhiệt độ (trong oC hoặc K) mà tại đó chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Điểm sôi-Đó là nhiệt độ (trong oC hoặc K) mà tại đó chất chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí.

Điểm đóng băng-Đó là nhiệt độ (trong oC hoặc K) mà tại đó chất lỏng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Theo lý thuyết, nó bằng điểm nóng chảy. Tuy nhiên, trong thực tế, có thể quan sát thấy một số sự khác biệt.

Hệ số Nở Nhiệt

Khi một vật liệu được làm nóng, nó sẽ nở, do đó kích thước của nó thay đổi. Hệ số nở nhiệt đại diện cho sự nở của vật liệu khi nhiệt độ tăng. Có ba loại hệ số nở nhiệt, cụ thể là-

Hệ số Nở Nhiệt Tuyến tính
Sự thay đổi chiều dài của một vật do thay đổi nhiệt độ được liên kết bởi "Hệ số nở nhiệt tuyến tính". Nó được ký hiệu là “αL”

Trong đó, ‘l’ là chiều dài ban đầu của vật, ‘Δl’ là sự thay đổi chiều dài, ‘Δt’ là sự thay đổi nhiệt độ. Đơn vị của αL là mỗi oC.

Hệ số giãn nở nhiệt diện tích
Thay đổi diện tích của một vật do thay đổi nhiệt độ được liên kết bởi "hệ số giãn nở nhiệt diện tích". Nó được ký hiệu là “αA”.

Trong đó, ‘l’ là chiều dài ban đầu của vật, ‘ΔA’ là sự thay đổi về chiều dài, ‘Δt’ là sự thay đổi về nhiệt độ. Đơn vị của αA là mỗi oC.

Hệ số giãn nở nhiệt thể tích
Thay đổi thể tích của một vật do thay đổi nhiệt độ được liên kết bởi "hệ số giãn nở nhiệt thể tích". Nó được ký hiệu là “αV”

Trong đó, ‘l’ là chiều dài ban đầu của vật, ‘ΔV’ là sự thay đổi về chiều dài, ‘Δt’ là sự thay đổi về nhiệt độ. Đơn vị của αA là mỗi oC.

Nhiệt riêng của vật liệu

Nhiệt riêng của một vật liệu được định nghĩa là lượng nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ của đơn vị khối lượng vật liệu lên 1oC. Nó được ký hiệu bằng ‘S’.

Trong đó, m là khối lượng vật liệu (trong Kg). Q là lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu (trong Joule). Δt là sự tăng nhiệt độ. Đơn vị của nhiệt riêng trong hệ SI là Joule/Kg oC.

Nhiệt tiềm ẩn của vật liệu

Nhiệt tiềm ẩn của một vật liệu được định nghĩa là lượng nhiệt cần thiết/phát ra do thay đổi trạng thái từ một pha này sang pha khác của đơn vị khối lượng vật liệu. Nó được ký hiệu bằng ‘L’. Nhiệt tiềm ẩn được tính bằng,

Trong đó, ‘Q’ là lượng nhiệt cần thiết/phát ra bởi vật liệu (trong joule), ‘m’ là khối lượng vật liệu (trong Kg). Đơn vị của nhiệt tiềm ẩn trong hệ SI là Joule/Kg.

Khả năng chảy của vật liệu

Đây là tính chất của vật liệu thể hiện mức độ dễ dàng mà vật liệu có thể chảy ở trạng thái lỏng. Đây là giá trị nghịch đảo của độ nhớt của vật liệu lỏng.

Khả năng hàn của vật liệu

Đây là tính chất của vật liệu thể hiện mức độ dễ dàng mà hai mảnh vật liệu có thể được hàn lại với nhau bằng cách áp dụng áp lực hoặc nhiệt hoặc cả hai.

Tính đàn hồi của vật liệu

Đây là tính chất của vật liệu giúp nó lấy lại kích thước ban đầu khi loại bỏ tải hoặc lực.

Tính dẻo của vật liệu

Khi chúng ta tiếp tục tăng tải vượt quá giới hạn đàn hồi, vật liệu giữ nguyên trạng thái đã được tạo hình. Tính chất này của vật liệu được gọi là tính dẻo.

Tính xốp của vật liệu

Khi vật liệu đang ở trạng thái tan chảy, nó chứa một số khí hòa tan bên trong. Khi vật liệu đông đặc, các khí này bay hơi và để lại các khoảng trống. Tính xốp của vật liệu thể hiện lượng khoảng trống trong vật liệu rắn.

Tính dẫn nhiệt của vật liệu

Đây là tính chất của vật liệu thể hiện mức độ dễ dàng mà nhiệt có thể được dẫn truyền bởi vật liệu.
Tính dẫn nhiệt của vật liệu có thể được định nghĩa là “lượng nhiệt truyền qua đơn vị chiều dày của vật liệu vuông góc với đơn vị diện tích bề mặt trong đơn vị thời gian khi gradient nhiệt độ xuyên qua miếng vật liệu là một trong điều kiện ổn định”.
Đơn vị của nó trong hệ SI là watt trên mét trên Kelvin.

Tính dẫn điện của vật liệu

Đó là tính chất của vật liệu biểu thị khả năng dẫn điện dễ dàng của vật liệu. Nó được ký hiệu bằng ‘σ’. Đây là nghịch đảo của độ dẫn điện của vật liệu. Đơn vị đo của nó là mho/mét.

Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, bài viết tốt đáng chia sẻ, nếu có vi phạm xin vui lòng liên hệ để xóa.