compressibilitas

Compressibilitas adalah ukuran seberapa besar perubahanVolume suatu zat ketika diberikan perubahan tekanan, dengan suhu tetap (kompresibilitas isothermal) atau dalam proses adiabatik. Secara umum, compressibilitas isothermal β_T didefinisikan sebagai β_T = - (1/V) (∂V/∂P)_T. Nilai β_T menunjukkan kemampuan zat untuk mengecil saat tekanan meningkat: semakin besar β_T, semakin mudah zat tersebut kompres.

Hubungan dengan modulus adalah bahwa compressibilitas berkebalikan dengan modulus bulk. Bulk modulus isothermal K_T = -V (∂P/∂V)_T = 1/β_T. Oleh karena itu, material dengan K_T besar memiliki compressibilitas kecil, dan sebaliknya. Pada gas ideal, β_T pada suhu konstan adalah 1/P, sehingga compressibilitas gas menurun seiring peningkatan tekanan.

Terdapat juga compressibilitas adiabatik β_S = - (1/V) (∂V/∂P)_S, yang terkait dengan bulk modulus adiabatik K_S = 1/β_S. Dalam konteks bunyi, canggih suatu medium berhubungan dengan hubungan β_S sebesar 1/(ρ c^2) untuk fluida, di mana c adalah kecepatan suara dan ρ adalah densitas. Secara umum, semakin besar kecepatan suara dan densitas, semakin kecil compressibilitas adiabatiknya.

Perilaku compressibilitas sangat bergantung pada fase materialnya. Gas umumnya sangat kompresibel dibandingkan cairan atau padatan. Cairan memiliki compressibilitas yang lebih kecil, dan padatan paling kaku dengan compressibilitas sangat kecil. Nilai β_T juga dipengaruhi suhu dan tekanan; pada banyak material, β_T naik dengan kenaikan suhu atau penurunan tekanan.

Pengukuran compressibilitas dilakukan melalui eksperimen tekanan-volume, pengukuran kecepatan gelombang untuk mendapat modulus, atau teknik ultrasonik untuk sifat adiabatik. Pemahaman compressibilitas penting dalam fisika materi, geofisika, rekayasa struktural, dan akustika.