Kompresibilitas

Kompresibilitas adalah ukuran seberapa besar perubahan volume suatu zat ketika tekanan diubah, dengan suhu dianggap tetap. Konsep ini penting untuk memahami bagaimana materi menanggapi gangguan tekanan dalam berbagai keadaan fisik.

Dua jenis kompresibilitas yang umum digunakan adalah kompresibilitas isothermal κ_T dan kompresibilitas adiabatik κ_S. κ_T didefinisikan sebagai minus selisih relatif perubahan volume terhadap perubahan tekanan pada suhu tetap: κ_T = - (1/V) (∂V/∂P)_T. κ_S adalah versi yang dinyatakan pada proses adiabatik (tanpa pertukaran panas): κ_S = - (1/V) (∂V/∂P)_S. Hubungannya dengan modulus kekompakan adalah bulk modulus isothermal K_T = 1/κ_T dan bulk modulus adiabatik K_S = 1/κ_S.

Untuk gas ideal, κ_T biasanya lebih besar daripada κ_S karena adanya perubahan suhu selama proses adiabatik; secara umum κ_S ≈ κ_T / γ, dengan γ = Cp/Cv. Hubungan lain yang sering dipakai adalah c as a function of compressibility, yaitu c^2 = 1/(ρ κ_S), sehingga kecepatan bunyi meningkat dengan menurunnya kompresibilitas adiabatik atau bertambahnya kepadatan.

Nilai kompresibilitas sangat bervariasi antar zat. Gas cenderung relatif kompresibel (κ_T sekitar 10^-5 1/Pa pada tekanan atmosfer), sedangkan cairan dan zat padat memiliki κ_T yang jauh lebih kecil karena modulus bulk yang besar. Perilaku kompresibilitas relevan dalam rekayasa kimia dan fisika, ilmu material, geofisika, serta ilmu lingkungan untuk merancang proses, analisis struktural, dan interpretasi data akustik.

Pengukuran umum dilakukan secara dinamis melalui laju gelombang suara atau melalui eksperimen volume terhadap tekanan, serta secara statis dengan mengamati perubahan volume terhadap tekanan pada suhu tetap.