Materie

Erscheinungsformen

Materie tritt in verschiedenen charakteristischen Erscheinungsformen (Aggregatzuständen) auf, die auf unterschiedliche Weise klassifiziert werden können. Neben den drei klassischen Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig gibt es auch Formen, die sich nicht hierunter subsumieren lassen. Hierzu gehören beispielsweise die Formen, die als weiche Materie zusammengefasst werden. Festkörper, Flüssigkeiten und weiche Materie bezeichnet man auch mit dem Sammelbegriff kondensierte Materie. Für Flüssigkeiten und Gase gibt es den Sammelbegriff Fluide.

Festkörper

Stahl eignet sich wegen seines hohen Elastizitätsmoduls und seiner hohen Zugfestigkeit in besonderem Maße als Werkstoff im Bauwesen.

Festkörper sind dadurch gekennzeichnet, dass sie formstabil und nahezu inkompressibel sind. Auf eine mechanische Spannung reagieren sie durch Dehnung bzw. Deformation. Dabei können drei Fälle unterschieden werden: Bei linearer elastischer Deformation (zum Beispiel bei Stahl) ist die relative Änderung der Ausdehnung proportional zur Spannung. Bei nichtlinearer elastischer Deformation (zum Beispiel bei Gummi) gilt kein linearer Zusammenhang zwischen Dehnung und Spannung. Bei plastischer Deformation kann sich die Deformation bei Überschreiten einer bestimmten Spannung (der sogenannten Festigkeitsgrenze) sogar dann noch erhöhen, wenn man die Spannung wieder reduziert. Dies bezeichnet man als Fließen und streng genommen ist der Stoff dann kein Festkörper mehr.

Die Proportionalität zwischen Spannung und Dehnung bei linearer elastischer Deformation heißt Hookesches Gesetz, die Proportionalitätskonstante ist der Elastizitätsmodul. Ein Stab, der in der Länge gestreckt wird, wird dabei auch etwas dünner. Das Verhältnis zwischen relativer Dicken- und relativer Längenänderung ist die Poissonzahl, die meist zwischen 0 und 0,5 liegt. Eine Kraft, die tangential zur Oberfläche angreift (Schubspannung), bewirkt eine Verzerrung proportional zur Spannung. Das Verhältnis ist der Schubmodul, welcher um den Faktor 2 bis 3 kleiner ist als der Elastizitätsmodul.

Copyright- und Lizenzinformationen: Diese Seite basiert auf dem Artikel Materie aus der freien Enzyklοpädιe Wιkιpedιa und steht unter der Lizenz Creative Commons CC-BY-SA 3.0 Unported (Kurzfassung). Liste der Autoren

Anbieterkennzeichnung