¿Cómo cambia el módulo de Young en el aumento de la temperatura?

Busqué y reproduzco a continuación los resultados:

¿El módulo de Young varía con respecto a la temperatura?

https://www.researchgate.net/………

¿El módulo de Young varía con respecto a la temperatura?

  1. José Ignacio Rojas Gregorio

Universitat Politècnica de Catalunya

Muchos materiales experimentan una disminución en el módulo de Young con la temperatura, ya que se hace más fácil estirar los enlaces atómicos.

2. Tarık Ömer Oğurtanı

Universidad Tecnica del Medio Este

Aproximadamente el módulo Young corresponde a la segunda derivada del potencial de interacción entre especies atómicas en sus posiciones de equilibrio, que en general muestra una disminución monotónica con la extensión (ablandamiento). Como argumento de una sala de clase nativa de la siguiente manera: cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el coeficiente de expansión térmica dL / dT y menor la constante del resorte (rigidez k = 1/2 d2 V / dx2 = – 1/2 dF / dx), o el Módulo de elasticidad joven (curvatura local del potencial de interacción).

3. Ali Abdul-Aziz

Kent State University

En general, el módulo depende de la temperatura, ya que se esperan variaciones a diferentes temperaturas, ya que la fuerza debida a que los átomos se mantienen unidos en enlaces disminuye a medida que aumenta la longitud del enlace, lo que generalmente ocurre durante la expansión térmica. Qué tan importante es esto para el trabajo que está haciendo depende de su criterio. Consulte el siguiente enlace para obtener información adicional. https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_773.html

si lo anterior parece demasiado técnico,

vaya a la definición de libro de texto del módulo de Young (el ejemplo se refiere a un cable)

Y = (fuerza aplicada / área de la sección transversal) / (cambio de longitud [la extensión] / longitud original)

para cualquier material, la longitud aumenta siguiendo el coeficiente de expansión lineal

excepto por la fuerza aplicada, las otras tres cantidades en la fórmula anterior dependen de la temperatura

por lo tanto, Y necesariamente tendrá una dependencia de la temperatura

La forma exacta de esta dependencia requerirá bastante álgebra

Si recibo su pregunta correctamente, está pidiendo una tendencia en el cambio del módulo de sustancias de Young con cambios de temperatura. Por favor, corríjame si me equivoco aquí.

La respuesta es … no puede tener una tendencia fija e inmutable. Todo depende. El otro tipo que respondió dijo que el módulo de Young disminuirá con la disminución de la temperatura para la mayoría de las sustancias. Creo que probablemente quería decir que el módulo de Young aumentaría con la disminución de la temperatura de los sólidos unidos metálicos, porque la disminución de la temperatura debería disminuir el espacio entre las partículas constituyentes, aumentando así la energía de interacción y haciendo que la sustancia sea más rígida de lo que era. previamente.

Considere el caso de un plástico termoestable. Lo calientas la primera vez, se pone rígido debido al desarrollo de enlaces cruzados. Ahora se enfría a la misma temperatura que inicialmente, todavía es mucho más rígido que antes porque no puede deshacerse de los enlaces cruzados.

Calentar un ladrillo húmedo en un horno y luego enfriarlo nuevamente. Los silicatos se entrecruzan para hacer una estructura muy dura. Aún es difícil.

Ahí va la idea misma de una tendencia en el cambio en el módulo de Young.

Diría que tu pregunta podría haber sido mejor si hubieras pedido específicamente un determinado tipo de sustancia, como metales, ¿tal vez? De todos modos … no para que yo juzgue.

Sin embargo, si te referías a metales, creo que tienes tu respuesta.

Si quisiera saber sobre la relación entre el módulo de Young y el coeficiente de expansión térmica (es una muy buena pregunta por cierto), le sugiero que haga un análisis termodinámico de una situación simple (lo cual confío en que pueda hacer con bastante facilidad). ) Debería terminar con una relación inversa en caso de un sólido metálico simple.

Se encuentra que el módulo de Young disminuye ligeramente con el aumento de la temperatura hasta una temperatura absoluta de aproximadamente la mitad de la temperatura absoluta del punto de fusión del material, luego disminuye más rápidamente y tiende a cero a medida que se acerca el punto de fusión.

Para el cuarzo fundido, el módulo aumenta lentamente con el aumento de la temperatura hasta aproximadamente 700 ° C. y luego disminuye.

El módulo de Young no depende de la temperatura, solo depende de la naturaleza del material.

Eso es lo que he estudiado hasta ahora. Espero que ayude.

¡Gracias!