Was ist der Unterschied zwischen Dichte und Festigkeit: eine Beschreibung der Merkmale

Das Konzept der Dichte und Stärke wird häufig in der Physik und Mechanik verwendet. Sie werden zur Beschreibung anderer Phänomene und Prozesse verwendet, z. B. der Bevölkerungsdichte, der Stärke von Familienbanden, der Keyword-Dichte usw.

Über das Konzept der Dichte

Die Dichte wird üblicherweise als Masse pro Volumeneinheit einer Substanz bezeichnet . Bisher wurde es als spezifisches Gewicht bezeichnet. Es wird normalerweise durch eine bestimmte Zahl ausgedrückt. Es ist definiert als das Verhältnis der Masse zum Volumen, das es einnimmt. Die Dichte wird gewöhnlich mit dem griechischen Buchstaben ρ (ro) bezeichnet und wird durch die Formel ρ = m / V abgeleitet. Hier bedeutet m Masse und V ist das Volumen einer Substanz. Messen Sie es in Kilogramm pro Kubikmeter oder Gramm pro Kubikzentimeter. Es kann die Dichte eines Stoffes als Ganzes, die Dichte eines bestimmten Objekts oder dieser Indikator in seinem kleinen Teil gemessen werden.

Verwenden Sie bei der Messung dieses Indikators in Körpern mit Poren oder losen Stellen das Konzept von wahr und spezifisch. Der erste wird benötigt, wenn Hohlräume ignoriert werden. Das Spezifische wird als das Verhältnis des Körpergewichts zu der von ihm eingenommenen Kubatur berechnet. Um die spezifische wahre Dichte zu erhalten, wird der Koeffizient verwendet, mit dem der von Hohlräumen belegte Teil aus dem Gesamtvolumen berechnet wird. Dieser Indikator für Materialien, die als Schüttgut bezeichnet werden, wird als Schüttdichte bezeichnet. Sie kann je nach Zustand und Temperatur des Stoffes variieren.

In der Regel führt ein Temperaturabfall zu dessen Wachstum. Es gibt jedoch Ausnahmen. Zum Beispiel ist das Wasser am höchsten, wenn seine Temperatur vier Grad Celsius erreicht. Kann bei Temperaturänderungen in jede Richtung abweichen. Es wird angenommen, dass die Substanz beim Abkühlen dichter wird. Dies geschieht, wenn das Gas verflüssigt, in eine Flüssigkeit umgewandelt und weiter verfestigt wird. Zur gleichen Zeit, wenn Silizium oder Wismut aushärten, werden sie weniger dicht. Solche Phänomene treten bei verschiedenen Naturobjekten unterschiedlich auf. Wissenschaftler haben berechnet, dass intergalaktische und interstellare Räume die niedrigste Dichte haben.

Das leichteste Wasserstoffgas hat unter normalen Bedingungen eine fast eineinhalbfach geringere Dichte als trockene Luft. Eine Person, die die Luft vollständig eingeatmet hat, hat eine Dichte im Bereich von 940-990 kg / m3, während bei einer Person, die sie ausgeatmet hat, diese Zahl 1010-1070 beträgt. Süßwasser mit einer Temperatur von + 4 Grad hat 1000 kg / m3 . An der Sonne ist diese Zahl halb so hoch. Die Dichte der Elemente des Periodensystems ist sehr unterschiedlich. Im leichtesten Lithiummetall ist es kleiner als das von Wasser. Und im Osmium ist es viel größer als das von Platin und Gold. Eisen hat eine Dichte von 7874 kg / m3.

Messen Sie die Dichte verschiedener Geräte. Die wahre Dichte wird mit einem Pyknometer bestimmt .

Pyknometer

Für Flüssigkeiten verwendete Areometer verschiedener Art. Die Bodendichte wird mit speziellen kleinen Bohrern gemessen. Das Vibrationsdensitometer misst diesen Parameter in unter Druck stehenden Gasen und Flüssigkeiten.

Areometer

Was ist Stärke?

Festigkeit im physikalischen Sinne ist die Eigenschaft eines Materials, Verformungen oder Zerstörungen zu widerstehen . Dies ist darauf zurückzuführen, dass es von außen ausgesetzt ist und von innen Spannungen auftreten. Strong wird als Design oder Teil bezeichnet, das seine Festigkeitseigenschaften für lange Zeit beibehält. Um zu bestimmen, wie stark ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Struktur im Detail ist, werden spezielle Berechnungen durchgeführt . Ihre Haupttypen sind die Ermittlung der Endspannung oder der statischen Festigkeit unter dem Einfluss konstanter Lasten und die Berechnung der Ermüdungsbelastung unter dem Einfluss zyklischer Lasten. Es gibt ein Konzept der allgemeinen Stärke, das Widerstand gegen die Zerstörung der gesamten Struktur bedeutet.

Diese Methode wird häufig für die Konstruktion von Flugzeugen verwendet. Eine gebräuchlichere Methode ist die lokale Festigkeit, mit der die Festigkeitsparameter einzelner Teile, Mechanismen und Komponenten bestimmt werden. Moderne Festigkeitsberechnungen erfordern den Einsatz moderner Computertechnologie. Hauptsächlich werden Gittermethoden verwendet, mit deren Hilfe die Probleme der theoretischen Physik gelöst werden. Das Universelle ist die Finite-Elemente-Methode.

Bruchfestigkeit kann zu verschiedenen Arten von Schäden führen. Sie können spröde oder viskos sein. Zunächst ist die Oberfläche gerissen. Bei der zweiten Spannung (fit). Die haltbarsten Materialien Plastizität und Viskosität ist minimal. Die Temperatur kann auch die Festigkeit beeinflussen. Daher können Materialien, die sich auf mittlere und niedrige Festigkeit beziehen, mit der Temperatur abnehmen. Bei niedrigen Temperaturen können Festigkeitsprüfungen an kleinen Proben durchgeführt werden.

In den Ingenieurwissenschaften werden Festigkeitsprobleme untersucht, die als Beständigkeit von Werkstoffen bezeichnet werden, sowie in den Bereichen Physik, Mathematik, Elastizitätstheorie, Werkstoffkunde und theoretische Mechanik. Das Erstellen einer effizient und zuverlässig arbeitenden Technik ist ohne Kenntnis der Grundlagen dieser Disziplinen und ihrer Anwendung in Berechnungen nicht möglich. Zahlreiche Methoden zur Untersuchung der Festigkeit in dem Komplex ermöglichen es, die Spannungen in Materialien relativ genau zu berechnen.

Was ist der Unterschied

Dichte und Festigkeit hängen oft zusammen und werden benötigt, um die Eigenschaften verschiedener Materialien zu bestimmen. Sie haben jedoch grundlegende Unterschiede.

  1. Dichte bezeichnet das Verhältnis von Masse zu Körpervolumen. Stärke beschreibt, wie viel Stress es aushalten kann.
  2. Die Dichte wird als Masse pro Volumeneinheit gemessen. Haltbarkeit zeigt Druck in Megapascal
  3. Die Dichte ist ein stabiler Indikator und wird nur durch ihren Wert bestimmt. Die Festigkeit kann verschiedene Arten haben (zum Brechen, Abrieb, Zusammendrücken usw.).
  4. In der Regel ist die Festigkeit umso geringer, je geringer die Dichte ist. Bei konstanter Dichte können die Festigkeitsparameter des Materials durch Hinzufügen verschiedener Komponenten geändert werden.
  5. Die Dichte ist ein Indikator für einen Stoff in einem beliebigen Aggregatzustand. Die Festigkeit gilt nur für Feststoffe.
  6. Die Dichte ist ein Indikator für einen ursprünglich festgelegten Stoff. Festigkeitsänderungen unter Last

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