tiivistettävyyden

Tiivistettävyyden (compressibility) on ominaisuus, joka kuvaa aineen tilavuuden reaktiota paineen muutoksiin. Se kertoo, kuinka helposti aine pakkautuu tai laajenee, kun siihen kohdistuu paineiden erotusta. Tiivistettävyyttä voidaan tarkastella isotermaalisesti (vakaa lämpötila) tai adiabaattisesti (vakaa lämpötilan muutosnopeus); yleisesti käytettyjä määritelmiä ovat beta_T = −(1/V)(∂V/∂P)_T isotermaaliselle ja beta_S = −(1/V)(∂V/∂P)_S adiabaattiselle tiivistettävyydelle. Tiivistettävyys on bulkkmodulinin K käänteisluku, sillä K_T = 1/beta_T. Eri olosuhteissa beta_T ja beta_S voivat poiketa toisistaan, koska lämpötilan muutokset vaikuttavat tilavuuteen.

Arvot tiivistettävyyydelle riippuvat aineesta ja sen tilasta. Yleisesti kaasut ovat huomattavasti tiivistettyvyydeltään suurempia kuin nesteet ja kiinteät aineet. Esimerkiksi ilman tiivistettävyys on huomattavasti suurempi kuin veden, ja erilaisten metallien kiinteät tiivistettävyydet ovat pienempiä kuin nesteissä usein. Tilanteesta riippuen tiivistettävyydellä on keskeinen rooli muun muassa äänien etenemisessä, hidastumisen ja lämpötilan vaikutusten mallintamisessa sekä materiaaleja kuvaavien tilayhtälöiden kehittämisessä.

Mittaaminen ja sovellukset perustuvat tilavuuden muutoksiin paineen funktiona sekä usein ultraäänimittausten ja P-V-käyrien analyysin kautta. Tiivistettävyyttä tarkastellaan laajalti geofysiikassa, materiaalitutkimuksessa, rakennusteollisuudessa ja akustiikassa, joissa paineen ja tilavuuden vaihtelut ovat keskeisiä.