สมบัติของวัสดุ

สร้างโดย : นางสาวพชร รวยทรัพย์
สร้างเมื่อ พฤ, 30/10/2008 – 13:06
มีผู้อ่าน 142,906 ครั้ง (25/12/2022)
ที่มา : http://www.thaigoodview.com/node/17501

สมบัติของวัสดุ

     สมัยก่อน วัสดุชนิดต่าง ๆ ยังมีไม่มากนัก คนในสมัยก่อน ใช้วัสดุจากธรรมชาติ เช่น ดิน หิน เขาสัตว์ กระดูกสัตว์ มาทำเป็นสิ่งของเครื่องใช้ และนำขนสัตว์ หนังสัตว์ ใบไม้ มาทำเครื่องนุ่งหุ่ม
     ต่อมามีการนำวัสดุจากธรรมชาติมาดัดแปลงมากขึ้น เช่น ทำยางรถยนต์ การทอผ้า สีย้อมผ้า กระดาษ รวมทั้งการนำเหล็ก โลหะต่าง ๆ และแก้วมาใช้ เป็นต้น
     ปัจจุบันนี้ เราสามารถสังเคราะห์วัตถุขึ้นหลายชนิด ที่นำมาทำเป็นเครื่องใช้ได้มากมาย เช่น พลาสติก สี หนังเทียม ยางสังเคราะห์ เส้นใยสังเคราะห์ เป็นต้น

วัสดุต่างชนิดกันมีความแข็งแตกต่างกัน 

     วัสดุทั้งที่ได้จากธรรมชาติโดยตรง หรือวัสดุที่ดัดแปลงใหม่ รวมทั้งวัสดุที่สังเคราะห์ขึ้นมา แต่ละชนิด มี สมบัติเฉพาะตัว ที่แตกต่างกันออกไป ทำให้เราสามารถเลือกใช้วัสดุมาประดิษฐ์สิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ ได้อย่างเหมาะสมกับงาน
     วัสดุมีสมบัติบางอย่าง เช่น มีผิวเรียบ หรือผิวขรุขระ มีน้ำหนักมาก หรือมีน้ำหนักน้อย มีความแข็ง หรือมีความอ่อนนุ่ม เป็นต้น
     วัสดุแต่ละชนิด มีความแข็งแตกต่างกัน ถ้านำวัสดุ 2 อย่าง ที่มีความแข็งแตกต่างกันมาขูดกัน จะมีรอยขูดบนวัสดุที่มีความแข็งน้อยกว่า เช่น ตะปูขูดบนเทียนไข จะมีรอยบนเทียนไข แสดงว่าตะปู มีความแข็งมากกว่าเทียนไข
    แต่ถ้านำตะปู และไม้บรรทัดเหล็กมาขูดซึ่งกันและกัน แล้วไม่มีรอยขูดบนตะปูและไม้บรรทัดเหล็ก แสดงว่าตะปูกับไม้บรรทัดเหล็กมีความแข็งเท่ากัน
     กระจก กับพลาสติก มีความแข็งเหมือนกัน แต่กระจกจะเปราะบาง และแตกง่ายกว่าพลาสติก เนื่องจากพลาสติก มีความเหนียวมากกว่ากระจกนั่นเอง
      วัสดุบางชนิดใช้เล็บขูดก็เกิดรอย วัสดุบางชนิดต้องใช้วัสดุแข็ง ๆ ขูดจึงจะเกิดรอย นอกจากนี้ วัสดุประเภทเดียวกัน ยังมีความแข็งแตกต่างกัน เช่น หินบางชนิดมีรอยขูดง่าย หินบางชนิดมีรอยขูดยาก เพชรเป็นวัสดุชนิดหนึ่งที่มีความแข็งมากที่สุด
     เราใช้ประโยชน์จากความแข็งของวัสดุ มาทำสิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ เช่น ความแข็งทนทานของไม้ ใช้ทำตู้ โต๊ะ เก้าอี้

• ความอ่อนนุ่มของใยผ้า มาทำเป็นเครื่องนุ่งห่ม
• ความแข็งของเหล็กใช้ทำโครงสร้างบ้าน สะพาน รถ มีด ตะปู หรือส่วนประกอบของใช้เล็ก ๆ เช่น กบเหลาดินสอ ที่เย็บกระดาษ
• ความแข็ง และใสของแก้ว ใช้ทำแก้วน้ำ ขวดน้ำ บานประตู หน้าต่าง
• กระดาษหนา ๆ ใช้ทำกล่องกระดาษาได้แข็งแรงทนทานดี

วัสดุต่างชนิดกันมีความเหนียวต่างกัน

    วัสดุต่างชนิดกัน มีความเหนียวต่างกัน จึงรับน้ำหนักได้ไม่เท่ากัน

• วัสดุที่มีความเหนียวมากกว่า จะรับน้ำหนักได้มากกว่า
• วัสดุที่มีความเหนียวมากกว่าต้องออกแรงดึงมากกว่าวัสดุนั้นจึงจะขาด

     พลาสติก มีความเหนียวมากกว่ากระดาษ พลาสติกจึงรับน้ำหนักได้มากกว่า และดึงให้ขาดได้ยากกว่า
     ถุงพลาสติกบรรจุสิ่งของที่มีน้ำหนักมาก ถุงกระดาษบรรจุสิ่งของที่มีน้ำหนักเบา แต่บางครั้ง กระดาษหนา ๆ ก็มีความเหนียวพอที่จะทำกล่องบรรจุของหนักได้เช่นกัน
     เหล็กมีความแข็ง และความเหนียว ใช้ทำสิ่งของ และสิ่งก่อสร้างได้ทนทาน และรับน้ำหนักได้ดี เช่น ขาเหล็กของม้านั่ง ราวสะพานเหล็ก เสาชิงช้าเหล็ก โซ่เหล็ก เป็นต้น
    เส้นด้าย เส้นเชือก เส้นเอ็น เชือกฟาง เชือกกล้วย มีความเหนียวแตกต่างกัน จึงนำไปใช้ในงานที่ต่างกัน เช่น

ความยืดหยุ่นของวัสดุ

    เมื่อออกแรงกระทำต่อวัสดุ ทำให้วัสดุเปลี่ยนรูปร่าง และเมื่อหยุดออกแรงแล้ว วัสดุมีรูปร่างกลับสู่สภาพเดิม เรียกว่า วัสดุนั้นมีสภาพยืดหยุ่น
   แต่ถ้าวัสดุนั้น ไม่กลับสู่สภาพเดิม เราเรียกว่า วัสดุนั้นไม่มีสภาพยืดหยุ่น
   ถ้าออกแรงดึงวัสดุที่มีสภาพยืดหยุ่นบ่อย ๆ  หรือออกแรงดึงมากเกินไป วัสดุนั้น อาจหมดสภาพความยืดหยุ่นได้
   วัสดุต่างชนิดกัน มีความยืดหยุ่นต่างกัน ความคงทนของสภาพความยืดหยุ่นของวัสดุต่างชนิดกัน ก็แตกต่างกันด้วย เช่น เส้นเอ็น จะมีสภาพยืดหยุ่นคงทนกว่ายางยืด และฟองน้ำ
    เราใช้ประโยชน์จากความยืดหยุ่นของวัสดุ ทำสิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ
    การยืดของยาง แล้วกลับสู่สภาพเดิม นำมาทำยางรัดของ ยางรัดผม ยางรัดกล่อง ยางยืดทำขอบกางเกง เป็นต้น
    วัสดุ ที่มีสภาพยืดหยุ่น ได้แก่

   *  ยาง นำมาทำยางรถยนต์ ช่วยลดแรงสั่นสะเทือนขณะรถยนต์ถูกขับเคลื่อนไป

   * ฟองน้ำ นำมาทำเบาะเก้าอี้ ชุดรับแขก หรือที่นอน ทำให้นั่งนอน รู้สึกนุ่มสบาย

   * ลวดสปริง ถูกประดิษฐ์ให้ยืดหยุ่น ใช้ประกอบของใช้ได้หลายอย่าง เช่น ที่นอนสปริง เก้าอี้เบาะสปริง ปากกาลูกลื่น ที่เย็บกระดาษ ไฟฉาย เป็นต้น

   * เส้นเอ็น มีสภาพยืดหยุ่นที่คงทน ใช้ทำอุปกรณ์กีฬา เช่น ไม้แบดมินต้น ไม้เทนนิส เป็นต้น

  การส่งผ่านความรู้ของวัสดุ

   วัสดุแต่ละชนิด ได้รับความรู้แล้วให้ความร้อนผ่านได้ไม่เท่ากัน วัสดุใดที่ยอมหใความร้อนผ่านได้ดี วัสดุนั้นเป็นตัวนำความรู้ วัสดุที่ความร้อนผ่านไม่ได้ดี วัสดุนี้เป็นฉนวนความรู้
   วัสดุที่นำความร้อนได้ดี มักเป็นวัสดุที่เป็นโลหะ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม สังกะสี เงิน ทองแดง เป็นต้น
   วัสดุที่เป็นฉนวนความร้อน เช่น แก้ว ไม้ กระดาษ พลาสติก ผ้า กระเบื้อง เป็นต้น
   เราใช้ประโยชน์จากการนำความร้อนของวัสดุ ทำสิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ
    วัสดุที่ใช้ในการทำภาชนะหุงต้น ได้แก่ เหล็ก อะลูมิเนียม เพราะวัสดุเหล่านี้ ส่งผ่านความร้อนไปยังอาหารทำให้อาหารสุกเร็ว และไม่เปลืองไฟฟ้า หรือแก๊สหุงต้ม ส่วนหู หรือด้ามจับภาชนะต่าง ๆ ทำด้วยไม้ หรือพลาสติก เพราะไม้หรือพลาสติก ไม่ส่งผ่านความร้อนมายังเมือเรามากนัก
   ผนังบ้านทำด้วยปูน หรือไม้ ทำให้ในบ้านไม่ร้อนเกินไป เพราะปูน และไม้เป็นฉนวนความร้อน ไม่ส่งผ่านความรู้จากภายนอกเข้ามา
   กระติกน้ำร้อน เป็นภาชนะที่ทำด้วยวัสดุ ที่ไม่ส่งผ่านความร้อนออกไป ทำให้น้ำร้อนอยู่ได้นาน ส่วนวัสดุที่ใช้ทำกระติกน้ำแข็ง ก็เช่นเดียวกัน ไม่ส่งผ่านความร้อนจากภายนอก เข้าไปข้างใน ทำให้เก็บน้ำแข็งได้นาน

   วัสดุใดที่ยอมให้ความร้อนผ่านได้ดี วัสดุนั้น เป็นตัวนำความร้อน ส่วนมากเป็นโลหะ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม สังกะสี เงิน ทองแดง เป็นต้น

   วัสดุที่ความร้อนผ่านได้ไม่ดี วัสดุนั้น เป็น ฉนวนความร้อน เช่น แก้ว ไม้ กระดาษ พลาสติก ผ้า กระเบื้อง เป็นต้น

วัสดุนำไฟฟ้า

   วัสดุที่ให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้สะดวก วัสดุนั้นเป็น ตัวนำไฟฟ้า เช่น เงิน ทองแดง เหล็ก อะลูมิเนียม เป็นต้น
   วัสดุที่ไม่ให้ไฟฟ้าไหลผ่าน วัสดุนั้นเป็น ฉนวนไฟฟ้า เช่น ผ้า ไม้ กระเบื้อง กระดาษ แก้ว เป็นต้น
    เราใช้ประโยชน์จากการที่วัสดุมีสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า และฉนวนไฟฟ้า มาทำของใช้ต่าง ๆ เงินเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด แต่มีราคาแพงมาก ทองแดง เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมากและมีราคาไม่แพง เราจึงเลือกใช้ทองแดงทำสายไฟฟ้า และใช้วัสดุที่เป็นฉนวน เช่น ยาง หรือ พลาสติก หุ้มทองแดงไว้ เพื่อป้องกันไฟฟ้าดูด

   มวล คือ  ปริมาณของเนื้อสาร หรือเนื้อวัสดุ วัสดุบางชนิดมีมวลมาก บางชนิดมีมวลน้อย มวลของเหล็กจะมากกว่ามวลของดินเหนียว แม้ว่ามีจะมีขนาดหรือปริมาตรเท่ากัน มวลของวัสดุ มีความสัมพันธ์กันกับน้ำหนักของวัสดุนั้น

   น้ำหนักของวัสดุ คือ แรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัสดุ หรือวัตถุนั้นบนพื้นผิวโลก ถ้าวัสดุมีมวลมาก จะมีน้ำหนักมากด้วย น้ำหนักของวัตถุ เป็นแรงที่วัดด้วยเครื่องชั่งสปริง มีหน่วยเป็นนิวตัน มวลวัดด้วยเครื่องชั่งสปริงเครื่องชั่นจานเดียว หรือเครื่องชั่งสองแขน มีหน่วยเป็นกรัม และกิโลกรัม

   ปริมาตรของวัตถุ หรือขนาดของวัตถุ คือ ความจุของวัตถุ เครื่องมือที่ใช้วัดความจุ ได้แก่ เครื่องตวง เช่น กระบอกตวง บิกเกอร์ หลอดฉีดยา ช้อนตวง เป็นต้น
   เราใช้เครื่องตวงในการหาปริมาตรของของเหลว
   ปริมาตรของวัตถุ มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร (cm³)

   วัตถุที่มีรูปทรงเรขาคณิต สามารถคำนวณหาค่าปริมาตรได้ เช่น แท่งไม้รูปทรงสี่เหลี่ยม หาปริมาตรโดยการวัดความยาว ความกว้าง และความสูง และนำค่าที่ได้มาคูณกัน
   ส่วนวัตถุที่ไม่มีรูปทรงเรขาคณิต หาปริมาตรได้การนำไปแทนที่น้ำด้วยถ้วยยูเรกา แล้ววัดปริมารตรของน้ำที่ล้นออกมา โดยใช้เครื่องตวง ซึ่งปริมาตรของน้ำที่ล้นออกมา จะมีค่าเท่ากับปริมาตรของวัตถุ 

   ความหนาแน่น เป็นสมบัติเฉพาะของวัสดุ วัสดุชนิดเดียวกัน มีความหนาแน่นเท่ากัน วัสดุต่างชนิดกัน มีความหนาแน่นต่างกัน
   ความหนาแน่นของทองคำ = 19 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร หรือ 19 g/cm³ หมายถึง ทองคำที่มีปริมาตร 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร จะมีมวล 19 กรัม

สถานะของวัตถุ

 วัตถุมี 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส

1. สมบัติของ “ของแข็ง”
      ของแข็ง มีรูปทรงหรือรูปร่าง และปริมาตรที่แน่นอนไม่เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ
2. สมบัติของ “ของเหลว”
      ของเหลว มีรูปร่าง หรือรูปทรงเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ แต่ปริมาตรจะคงที่
3. สมบัติของ “แก๊ส”
      แก๊ส มีรูปร่าง หรือรูปทรง และปริมาตรเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ และฟุ้งกระจายเต็มภาชนะที่บรรจุเสมอ ถ้าไม่อยู่ในภาชนะ ก็จะฟุ้งกระจายในอากาศ

---