أي من المواد لها خصائص فيزيائية ، ميكانيكية ، فيزيائية حرارية ، قوة ، كيميائية ، فيزيائية مائية والعديد من الخصائص الأخرى. لكن في هذه المقالة سنحلل على وجه التحديد الأول - الخصائص الفيزيائية للمادة. دعونا نعطي تعريفًا ، ونذكر على وجه التحديد ما هو مخفي تحته ، ونصف أيضًا بالتفصيل كل خاصية من الخصائص.
التعريف
الخصائص الفيزيائية للمادة - جميع الخصائص المتأصلة في المواد دون التأثير الكيميائي عليها.
تظل أي مادة دون تغيير (من تلقاء نفسها) تحت شرط واحد - طالما لم يتغير تركيبها ، وكذلك بنية جزيئاتها. إذا كانت المادة غير جزيئية ، فإن تركيبها والرابطة بين الذرات تظل كما هي. وبالفعل فإن الاختلافات في الخواص الفيزيائية والخصائص الأخرى للمادة تساعد على فصل الخلائط المكونة منها.
من المهم أيضًا معرفة أن الخصائص الفيزيائية للمادة يمكن أن تختلف باختلاف موادها التجميعية. قل حراري ، كهربائي ، ميكانيكي ، فيزيائي ، بصريخصائص المادة تعتمد على الاتجاه المختار في البلورة
ملء المصطلح
تشمل الخصائص الفيزيائية للمادة:
- اللزوجة.
- نقطة الانصهار.
- الكثافة.
- نقطة الغليان.
- التوصيل الحراري.
- اللون.
- الاتساق.
- نفاذية عازلة.
- الامتصاص.
- السعة الحرارية.
- القضية.
- نشاط إشعاعي.
- الحث.
- حليقة.
- الموصلية الكهربائية
و يتم تمثيل الخواص الفيزيائية للمادة بشكل رئيسي من خلال ما يلي:
- الكثافة.
- فراغ.
- المسامية.
- استرطابية.
- نفاذية الماء
- عودة الرطوبة.
- امتصاص الماء.
- مقاومة الهواء.
- مقاومة الصقيع.
- المقاومة الحرارية.
- التوصيل الحراري.
- مثبطات الحريق.
- حران.
- مقاومة الاشعاع
- المقاومة الكيميائية.
- المتانة.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية والتكنولوجية للمواد لا تقل أهمية. لكننا سنحلل الفئة الأولى بمزيد من التفصيل. لنعرض خصائص أهم الخواص الفيزيائية للمواد الإنشائية
الكثافة
من أهم الخواص في علم المواد. تنقسم الكثافة إلى ثلاث فئات:
- صحيح. الكتلة لكل وحدة حجممادة تعتبر كثيفة للغاية.
- متوسط. هذا هو بالفعل كتلة وحدة الحجم في الحالة الطبيعية للمادة (مع المسام والفراغات). وبالتالي ، قد يختلف متوسط كثافة المنتجات من نفس المادة - اعتمادًا على الخلو والمسامية.
- السائبة. يتم استخدامه للمواد السائبة - إنه رمل ، حجر مكسر ، أسمنت. هذه هي نسبة كتلة المساحيق والمواد الحبيبية إلى الحجم الكامل الذي تشغله (يتم تضمين المسافة بين الجسيمات أيضًا في الحسابات).
تؤثر كثافة المادة على خصائصها التكنولوجية - القوة والتوصيل الحراري. سوف تعتمد بشكل مباشر على المسامية والرطوبة. مع زيادة الرطوبة ، على التوالي ، ستزداد الكثافة. هذا أيضًا مؤشر مميز لتحديد فعالية تكلفة المادة.
المسامية
من بين الخصائص الفيزيائية والتكنولوجية والميكانيكية للمواد ، المسامية ليست الأخيرة. هذه هي درجة امتلاء حجم المنتج بالمسام.
في هذا السياق ، المسام هي أصغر الخلايا المليئة بالماء أو الهواء. يمكن أن تكون كبيرة أو صغيرة ، مفتوحة أو مغلقة. إذا كانت المسام الصغيرة ، على سبيل المثال ، مملوءة بالهواء ، فإن هذا يزيد من خصائص العزل الحراري للمادة. تساعد قيمة المسامية في الحكم على الخصائص المهمة الأخرى - المتانة ، القوة ، امتصاص الماء ، الكثافة.
تتواصل المسام المفتوحة مع البيئة ومع بعضها البعض ، ويمكن ملؤها بالماء بشكل مصطنععندما يتم غمس المادة في سائل. عادة ما تتناوب مع تلك المغلقة. في المواد الممتصة للصوت ، على سبيل المثال ، يتم إنشاء المسامية المفتوحة والتثقيب بشكل مصطنع - لامتصاص أكثر كثافة للطاقة الصوتية.
يتميز توزيع وحجم المسام المغلقة على النحو التالي:
- منحنى لا يتجزأ لتوزيع حجم المسام لكل وحدة حجم على طول نصف قطرها.
- منحنى توزيع حجم المسام التفاضلي.
فراغ
نواصل النظر في الخصائص الفيزيائية للمواد (الكثافة ، مقاومة الصقيع ، وغيرها). التالي هو الفراغ. هذا هو اسم عدد الفراغات التي تتشكل بين الحبيبات الفردية للمواد السائبة المتفتتة. هذا حجر مكسر ، رمل ، إلخ.
نفاذية الماء
نفاذية الماء هي قدرة المادة على إطلاق السائل عندما تجف وامتصاص الماء عندما تكون رطبة.
أثناء دراسة الخصائص الفيزيائية للمواد ، يجب الانتباه إلى حقيقة أن التشبع بالماء يمكن أن يحدث بطريقتين: عند التعرض لمادة في حالة سائلة أو عند تعرضها لبخارها فقط
من هنا تأتي خاصيتان مهمتان أخريان - وهما الرطوبة وامتصاص الماء.
استرطابية
كيف يتم تحديد هذه الخاصية المادية للمواد في علم المواد؟ استرطابية - القدرة على امتصاص بخار الماء وإبقائها في الداخلبسبب التكثيف الشعري. يعتمد بشكل مباشر على الرطوبة النسبية ودرجة حرارة الهواء وحجم وتنوع وعدد مسام المادة وطبيعتها.
إذا كانت مادة ما تجذب جزيئات الماء بنشاط مع سطحها ، فإنها تسمى محبة للماء. إذا كانت المادة ، على العكس من ذلك ، تنفرها من نفسها ، فإنها تسمى مسعور. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض المواد المحبة للماء شديدة الذوبان في الماء ، بينما تقاوم المواد الكارهة للماء تأثيرات الوسط المائي.
امتصاص الماء
إذا تحدثنا بإيجاز عن الخصائص الفيزيائية لمواد البناء ، فلا يسعنا إلا أن نذكر امتصاص الماء - القدرة على الاحتفاظ بالسائل وامتصاصه. تتميز الخاصية بحجم الماء الذي تمتصه مادة جافة عند غمرها بالكامل في الماء. معبرا عنها كنسبة مئوية من الكتلة (المادة).
سيكون امتصاص الماء أقل من المسامية الحقيقية للمنتج ، حيث يظل عددًا معينًا من المسام فيه مغلقًا. لذلك ، سيختلف من عددهم وحجمهم ودرجة انفتاحهم. ستؤثر طبيعة المادة ، محبة الماء أيضًا على القيمة.
نتيجة تشبع المادة بالماء ، تتغير خصائصها الفيزيائية الأخرى في بعض الأحيان بشكل كبير: التوصيل الحراري وزيادة الكثافة ، وزيادة الحجم (نموذجي للطين ، والخشب) ، وانخفاض القوة بسبب انهيار الروابط بين الأفراد الجسيمات.
عودة الرطوبة
هذه هي قدرة المادة على إطلاق الرطوبة في البيئة. يجريالهواء والمواد الخام والمنتجات تحتفظ برطوبتها فقط في ظل ظروف معينة - في توازن نسبي رطوبة الهواء. إذا كان المؤشر أقل من هذه القيمة ، فإن المادة تبدأ في إطلاق الرطوبة في الغلاف الجوي لتجف.
تعتمد سرعة هذه العملية على عدة عوامل: على الاختلاف بين رطوبة المادة نفسها ورطوبة الهواء (كلما زادت كثافة التجفيف) ، وعلى خصائص المادة نفسها - مساميتها ، طبيعتها ، كارها للماء. لذلك ، سيكون من الأسهل إعطاء مادة خام ذات مسام كبيرة ، كارهة للماء ، سائلًا من مادة محبة للماء ، ذات مسام صغيرة.
مقاومة الهواء
مقاومة الهواء هي قدرة المادة على تحمل التجفيف والترطيب المنتظم المتكرر لفترة طويلة دون فقدان كثافتها الميكانيكية ، وكذلك بدون تشوه كبير.
تبدأ بعض المواد في الانتفاخ عندما يتم ترطيبها بشكل دوري ، وبعضها يتقلص ، وبعضها يلتوي كثيرًا. الخشب ، على سبيل المثال ، يخضع لتشوهات متناوبة. يميل الأسمنت مع الرطوبة المتكررة إلى التفتت والانهيار.
نفاذية الماء
هذه خاصية مادية - قدرة المواد على تمرير السائل تحت الضغط من خلالها. يتميز بحجم الماء الذي يمر عبر 1 متر مربع في ساعة واحدة. متر من المواد تحت ضغط 1 ميجا باسكال.
من المهم ملاحظة أن هناك أيضًا مواد مقاومة للماء تمامًا. هذه هي الصلب ، البيتومين ، الزجاج ، الأنواع الرئيسية من البلاستيك.
مقاومة الصقيع
ملكية مادية مهمة في الواقع الروسي. هذا هو اسم قدرة مادة مشبعة بالماء على تحمل التجميد المتناوب والذوبان المتكرر دون انخفاض كبير في القوة ، وظهور علامات الدمار المرئية.
غالبًا ما يرجع الدمار أثناء هذه العملية إلى حقيقة أنه عند التجميد ، يزداد حجم الماء بحوالي 9٪. في الوقت نفسه ، لوحظ أكبر توسع له عند الانتقال إلى الجليد عند -4 درجة مئوية. عند ملء مسام المادة بالماء وتمددها وتجميدها ، تتعرض جدران المسام لأضرار كبيرة ، مما يؤدي إلى إتلاف المادة.
وفقًا لذلك ، ستحدد مقاومة الصقيع درجة تشبع المسام بالماء وكثافته. إنها مواد كثيفة تعتبر مقاومة للصقيع. من بين المسام ، فقط تلك التي تتميز بوجود كبير من المسام المغلقة يمكن أن تعزى إلى هذه الفئة. أو التي لا تمتلئ مسامها أكثر من 90٪ من الماء.
يمكن أن تمثل الخصائص الفيزيائية قدرات مهمة للمواد. لقد ناقشنا بعضًا منهم بالفعل بالتفصيل في المقالة. هذه هي القدرة على تحمل الملء البارد والمتكرر بالماء والتجفيف والاحتفاظ بالسائل وامتصاصه وإطلاقه وخصائص مهمة أخرى.
