Kompressibilitet
Kompressibilitet er i termodynamikk og fluidmekanikk et mål på den relative volumendringen i et fluid som følge av endringer i trykk eller spenning. Den er definert ved
hvor V er volum og p er trykk. Da massen m i volumet kan uttrykkes ved massetettheten ρ som m = ρV, er definisjonen ekvivalent med
Uttrykket er ikke fullstendig fordi kompressibiliteten til et objekt eller system også er avhengig av om prosessen er adiabatisk eller isoterm. Som en følge av dette, kan man definere isoterm kompressibilitet som
hvor T indikerer at det partielle differensialet skal gjøres ved konstant temperatur.[1]
For en ideell gass er tilstandsligningen p = nRT/V slik at kompressibiliteten blir κT = 1/p. Dermot variierer trykket med volumet som 1/Vγ for en adiabatisk prosess der γ er adiabateksponenten. Den adiabatisk kompressibiliteten er derfor
For et fast stoff er forskjellen mellom de to kompressibilitetene neglisjerbar.
Gasser og væsker blir ofte karakterisert ved den inverse kompressibiliteten
som kalles for kompresjonsmodul. Den har dimensjon Pascal eller Newton/kvadratmeter og kan defineres for konstant temperatur eller entropi. Disse betegnes da som helholdsvis KT og KS. For en ideell gass er KS = γp. Denne bestemmer lydhastigheten i gasser og væsker,
Kompresjonsmodulen K spiller samme rolle for fluider som elastisitetsmodulen for faste stoffer.[2]
Referanser
rediger- ^ P.C. Hemmer, Termisk Fysikk, Tapir Forlag, Trondheim (1989). ISBN 82-519-0929-5.
- ^ H.D. Young and R.A. Freedman, University Physics. Addison-Wesley, San Francisco (2012). ISBN 978-0-321-69686-1.
Eksterne lenker
rediger- LibreTexts, Adiabatic compressibility, utledning ved termodynamisk derivasjon