Mana-mana bahan mempunyai sifat fizikal, mekanikal, termofizik, kekuatan, kimia, hidrofizikal dan banyak lagi sifat lain. Tetapi dalam artikel ini kita secara khusus akan menganalisis yang pertama - sifat fizikal bahan. Mari berikan takrifan, senaraikan secara khusus perkara yang tersembunyi di bawahnya dan terangkan secara terperinci setiap sifat tersebut.
Definisi
Sifat fizikal bahan - semua sifat yang wujud dalam bahan tanpa tindakan kimia ke atasnya.
Mana-mana bahan kekal tidak berubah (dengan sendirinya) dalam satu keadaan - selagi komposisinya tidak berubah, serta struktur molekulnya. Jika bahan itu bukan molekul, komposisi dan ikatan antara atom kekal sama. Dan sudah pun perbezaan dalam sifat fizikal dan ciri-ciri lain bahan membantu untuk memisahkan campuran yang terdiri daripadanya.
Ia juga penting untuk mengetahui bahawa sifat fizikal bahan boleh berbeza untuk pelbagai bahan agregatnya. Katakan haba, elektrik, mekanikal, fizikal, optiksifat jirim bergantung pada arah yang dipilih dalam hablur.
Mengisi istilah
Sifat fizikal jirim termasuk:
- Kelikatan.
- Takat lebur.
- Ketumpatan.
- Takat didih.
- Kekonduksian terma.
- Warna.
- Ketekalan.
- Kebolehtelapan dielektrik.
- Penyerapan.
- Kapasiti haba.
- Isu.
- Radioaktiviti.
- Induktansi.
- Curl.
- Kekonduksian elektrik.
Dan sifat fizikal bahan diwakili terutamanya oleh yang berikut:
- Ketumpatan.
- Kekosongan.
- Keliangan.
- Hygroscopicity.
- Kebolehtelapan air.
- Pemulangan kelembapan.
- Penyerapan air.
- tahan udara.
- Rintangan fros.
- Rintangan terma.
- Kekonduksian terma.
- Tahan api.
- Refractoriness.
- Rintangan sinaran.
- Rintangan kimia.
- Ketahanan.
Sifat fizikal, kimia dan teknologi bahan adalah sama penting. Tetapi kami akan menganalisis kategori pertama dengan lebih terperinci. Mari kita kemukakan ciri-ciri sifat fizikal yang paling penting bagi bahan struktur.
Ketumpatan
Salah satu sifat terpenting dalam sains bahan. Ketumpatan dibahagikan kepada tiga kategori:
- Benar. Jisim per unit isipadubahan yang dianggap benar-benar padat.
- Purata. Ini sudah menjadi jisim isipadu unit dalam keadaan semula jadi bahan (dengan liang dan lompang). Oleh itu, ketumpatan purata produk daripada bahan yang sama mungkin berbeza - bergantung pada kekosongan dan keliangan.
- Pukal. Ia digunakan untuk bahan longgar - ia adalah pasir, batu hancur, simen. Ini ialah nisbah jisim bahan serbuk dan berbutir kepada keseluruhan isipadu yang didudukinya (ruang antara zarah juga termasuk dalam pengiraan).
Ketumpatan bahan mempengaruhi ciri teknologinya - kekuatan, kekonduksian terma. Ia secara langsung akan bergantung kepada keliangan dan kelembapan. Dengan peningkatan kelembapan, masing-masing, ketumpatan akan meningkat. Ini juga merupakan penunjuk ciri untuk menentukan keberkesanan kos bahan.
Keliangan
Antara sifat fizikal, teknologi dan mekanikal bahan, keliangan bukanlah yang terakhir. Ini ialah tahap mengisi volum produk dengan liang.
Dalam konteks ini, liang ialah sel terkecil yang dipenuhi dengan air atau udara. Mereka boleh menjadi besar atau kecil, terbuka atau tertutup. Jika pori-pori kecil, contohnya, dipenuhi dengan udara, ini meningkatkan sifat penebat haba bahan. Nilai keliangan membantu menilai ciri penting lain - ketahanan, kekuatan, penyerapan air, ketumpatan.
Liang pori terbuka berkomunikasi dengan persekitaran dan antara satu sama lain, boleh diisi secara buatan dengan airapabila bahan tersebut direndam dalam cecair. Biasanya bergantian dengan yang tertutup. Dalam bahan penyerap bunyi, contohnya, keliangan dan penembusan terbuka dicipta secara buatan - untuk penyerapan tenaga bunyi yang lebih sengit.
Taburan dan saiz liang tertutup dicirikan seperti berikut:
- Lengkung bersepadu taburan isipadu liang per unit isipadu sepanjang jejarinya.
- Keluk pengagihan isipadu liang roma berbeza.
Kekosongan
Kami terus mempertimbangkan sifat fizikal bahan (ketumpatan, rintangan fros dan lain-lain). Yang seterusnya ialah kekosongan. Ini adalah nama bilangan lompang yang terbentuk di antara butiran individu bahan longgar dan rapuh. Ini ialah batu hancur, pasir, dsb.
Kebolehtelapan air
Kebolehtelapan air ialah keupayaan bahan untuk membebaskan cecair apabila ia kering dan menyerap air apabila basah.
Semasa kajian sifat fizikal bahan, anda perlu memberi perhatian kepada fakta bahawa ketepuan dengan air boleh berlaku dalam dua cara: apabila terdedah kepada bahan dalam keadaan cair atau apabila terdedah kepada wapnya sahaja.
Dari sini datang dua sifat penting lain - ini adalah higroskopisitas dan penyerapan air.
Hygroscopicity
Bagaimanakah sifat fizikal bahan ini ditentukan dalam sains bahan? Hygroscopicity - keupayaan untuk menyerap wap air dan menyimpannya di dalamdisebabkan oleh pemeluwapan kapilari. Ia secara langsung bergantung pada kelembapan relatif dan suhu udara, saiz, kepelbagaian dan bilangan liang bahan, sifatnya.
Jika bahan secara aktif menarik molekul air dengan permukaannya, maka ia dipanggil hidrofilik. Sekiranya bahan itu, sebaliknya, menolaknya dari dirinya sendiri, maka ia dipanggil hidrofobik. Di samping itu, sesetengah bahan hidrofilik sangat larut dalam air, manakala bahan hidrofobik menentang kesan media akueus.
Penyerapan air
Jika kita bercakap secara ringkas tentang sifat fizikal bahan binaan, kita tidak boleh gagal untuk menyebut penyerapan air - keupayaan untuk memegang dan menyerap cecair. Sifat ini dicirikan oleh isipadu air yang diserap oleh bahan kering apabila ia direndam sepenuhnya dalam air. Dinyatakan sebagai peratusan jisim (bahan).
Penyerapan air akan menjadi kurang daripada keliangan sebenar produk, kerana sebilangan liang di dalamnya tetap tertutup. Oleh itu, ia akan berbeza daripada bilangan, volum, tahap keterbukaan mereka. Sifat bahan, hidrofiliknya juga akan mempengaruhi nilai.
Akibat daripada ketepuan bahan dengan air, sifat fizikalnya yang lain kadangkala berubah dengan ketara: kekonduksian haba dan peningkatan ketumpatan, peningkatan isipadu (biasa untuk tanah liat, kayu), kekuatan berkurangan disebabkan oleh pemecahan ikatan antara individu zarah.
Pemulangan kelembapan
Ini ialah keupayaan bahan untuk membebaskan lembapan ke dalam persekitaran. Berada diudara, bahan mentah dan produk mengekalkan kelembapannya hanya dalam keadaan tertentu - pada kelembapan udara keseimbangan relatif. Jika penunjuk berada di bawah nilai ini, maka bahan mula mengeluarkan lembapan ke atmosfera, untuk mengeringkan.
Kelajuan proses ini bergantung kepada beberapa faktor: pada perbezaan antara kelembapan bahan itu sendiri dan kelembapan udara (semakin besar ia, semakin kuat pengeringan), pada sifat bahan itu sendiri - keliangan, sifat, hidrofobiknya. Jadi, bahan mentah dengan liang besar, hidrofobik akan lebih mudah untuk memberikan cecair daripada bahan hidrofilik, dengan liang kecil.
Kerintangan udara
Rintangan udara ialah keupayaan bahan untuk menahan pengeringan dan lembapan sistematik berulang untuk masa yang lama tanpa kehilangan ketumpatan mekanikalnya, serta tanpa ubah bentuk yang ketara.
Sesetengah bahan mula membengkak apabila dilembapkan secara berkala, ada yang mengecut, ada yang meledingkan terlalu banyak. Kayu, sebagai contoh, tertakluk kepada ubah bentuk berselang-seli. Simen dengan pengeringan lembapan yang kerap cenderung rosak, runtuh.
Kebolehtelapan air
Ini adalah sifat fizikal - keupayaan bahan untuk melepasi cecair di bawah tekanan melaluinya. Ia dicirikan oleh isipadu air, yang melalui 1 meter persegi dalam 1 jam. m bahan di bawah tekanan 1 MPa.
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa terdapat juga bahan kalis air sepenuhnya. Ini ialah keluli, bitumen, kaca, jenis plastik utama.
Rintangan fros
Harta fizikal yang penting dalam realiti Rusia. Ini adalah nama keupayaan bahan tepu dengan air untuk menahan pembekuan dan pencairan berulang kali tanpa penurunan kekuatan yang ketara, kemunculan tanda-tanda kemusnahan yang boleh dilihat.
Kemusnahan semasa proses ini selalunya disebabkan oleh fakta bahawa apabila membekukan, air meningkat dalam jumlahnya sebanyak kira-kira 9%. Pada masa yang sama, pengembangan terbesarnya apabila peralihan kepada ais diperhatikan pada -4 °C. Apabila mengisi liang bahan dengan air, pengembangan dan pembekuannya, dinding liang mengalami kerosakan yang ketara, yang membawa kepada kemusnahan bahan.
Oleh itu, rintangan fros akan menentukan tahap ketepuan liang dengan air, ketumpatannya. Ia adalah bahan padat yang dianggap tahan fros. Daripada berliang, hanya mereka yang dibezakan oleh kehadiran besar liang tertutup boleh dikaitkan dengan kategori ini. Atau pori-porinya tidak lebih daripada 90% penuh dengan air.
Sifat fizikal boleh mewakili kebolehan penting bahan. Sebahagian daripada mereka telah kita bincangkan secara terperinci dalam artikel. Ini ialah keupayaan untuk menahan sejuk, pengisian berulang dengan air dan pengeringan, mengekalkan, menyerap, mengeluarkan cecair dan ciri penting lain.
