Módulo a granel frente a módulo joven
Todas las sustancias/materiales están formados por átomos. El tipo de átomos, el número y su conexión varían de un material a otro, lo que define a cada uno de sus características únicas. No importa cuántos átomos se junten para formar una determinada sustancia, los átomos no tienden a organizarse de manera compacta donde no hay espacio entre ellos. Las fuerzas de atracción y repulsión entre los átomos, siempre guardan un cierto espacio entre ellos. Por lo tanto, en cualquier sustancia, por compacta que sea, hay suficiente y más espacio entre los átomos. Dividimos las sustancias principalmente en tres clases como sólidas, líquidas y gaseosas. Sus arreglos atómicos son diferentes. Los sólidos tienen una disposición atómica muy compacta mientras que, en el gas, los átomos están dispersos en un volumen mayor con interacciones muy bajas. En los líquidos se aprecia una etapa intermedia entre los sólidos y el gas.
Módulo a granel
La mayoría de las sustancias reducen su volumen cuando se exponen a una presión uniforme aplicada externamente. Sin embargo, esta disminución no es una curva lineal, sino que a medida que aumenta la presión, el volumen disminuye exponencialmente. El módulo de volumen se refiere al recíproco de la compresibilidad o, en otras palabras, es una medida de la resistencia a la compresibilidad. Además, describe las propiedades elásticas de una sustancia.
El módulo de volumen se puede definir como el aumento de presión necesario para disminuir el volumen en un factor de 1/e. Cuando una sustancia se comprime, será algo resistente a la compresión dependiendo de la disposición atómica que tenga. El módulo de volumen indica esta resistencia de una sustancia a la compresión uniforme. Se mide en Pascal/bar o cualquier otra unidad de presión. El módulo de volumen da una idea del cambio en el volumen de una sustancia sólida a medida que cambia la presión sobre ella. En cuanto al sólido, el módulo de volumen también es una propiedad de los fluidos, indica la compresibilidad de un fluido. Los fluidos bastante comprimibles tienen un módulo de volumen bajo y los fluidos ligeramente compresibles tienen un módulo de volumen alto. La siguiente es la ecuación para calcular el módulo volumétrico K.
K=-V(∂P/∂V)
V es el volumen de la sustancia y P es la presión aplicada.
El módulo volumétrico del acero es 1,6 × 1011 P, y esto es tres veces el valor del vidrio. Por lo tanto, el vidrio es tres veces más comprimible que el acero.
Módulo joven
El módulo de Young describe las propiedades elásticas de una sustancia sometida a compresión o estiramiento en una sola dirección. Por ejemplo, cuando una barra de metal se estira o comprime desde un lado, tiene la capacidad de volver a su longitud original (o más cerca de eso). Esto muestra hasta qué punto el metal puede soportar una tensión o compresión. El módulo de Young es la medida de esta propiedad elástica de una sustancia. El módulo de Young lleva el nombre del físico Thomas Young. Esto también se conoce como el módulo de elasticidad. El módulo de Young también tiene las unidades de presión como módulo de volumen. Módulo de Young, E se calcula como se muestra a continuación.
E=esfuerzo de tracción/deformación por tracción
¿Cuál es la diferencia entre el módulo a granel y el módulo joven?
• El módulo de volumen se define para una compresión uniforme donde la presión se aplica desde todas las direcciones de manera uniforme. El módulo de Young se define solo para un eje de la sustancia.
• El módulo de volumen mide el cambio de volumen cuando se aplica una presión, y el módulo de Young mide el cambio de longitud.
• Se mide la cantidad de presión aplicada en módulo de volumen. En el módulo de Young se mide la tensión de tracción aplicada (compresión o estiramiento).
