Volymändring

Volymändring avser förändringen av ett systems volym när yttre betingelser ändras. Den kan uppkomma i fasta ämnen, vätskor och gaser samt i kroppsvävnader och polymerer. Orsakerna innefattar temperaturförändringar, tryckvariationer, fasövergångar samt osmotiska och kemiska förändringar.

Temperaturökning leder vanligtvis till volymökning hos de flesta material genom termisk expansion. Den relativa volymförändringen beror på materialets volymutvidgningskoefficient och kan ungefär beskrivas som ΔV/V ≈ α_V ΔT. Tryckökningar gör å andra sidan att volymen minskar hos de flesta ämnen, eftersom de är något compressibla. Fasövergångar mellan fast, flytande och gas kan också ge betydande volymändringar; till exempel expanderar vatten när det fryser till is.

Osmotisk volymändring uppstår när vattenflöde över cellmembran gör att celler sväller eller krymper. I biologi och medicin är volymreglering viktig för cellernas funktion och vävnadsstatus. Konsolidering och svällning av polymersvampar och hydrogeler följer också osmotiska och kemiska drivkrafter, vilket används i materialvetenskap och tillämpad medicin.

Mätning och betydelse: Volymändringar kan mätas genom direkt volymberäkning, volymdisplacement eller pycnometri för vätskor samt genom avståndsmätningar och bildbaserad analys för fasta objekt. För ingående ingenjörs- och geovetenskapliga tillämpningar är det viktigt att förutse och hantera volymändringar för att undvika mekaniska spänningar, läckage eller sprickbildning i konstruktioner och jordlager.

---