tilavuusjäykkyys

Tilavuusjäykkyys on materiaalin ominaisuus, joka kuvaa sen vastustuskykyä tilavuuden muutoksille paineen vaikutuksesta. Se määritellään paineen muutoksen ja siihen liittyvän tilavuuden suhteellisena muutoksena. Materiaali, jolla on suuri tilavuusjäykkyys, vaatii huomattavan paineen kasvun aiheuttaakseen pienen tilavuuden pienenemisen. Vastaavasti matalan tilavuusjäykkyyden omaava materiaali muuttaa tilavuuttaan helposti paineen muuttuessa.

Tilavuusjäykkyyttä merkitään yleensä symbolilla K. Sen yksikkö SI-järjestelmässä on pascal (Pa) tai vastaavasti newtonia neliömetriä kohti. Tilavuusjäykkyyden käänteisarvo tunnetaan puristuvuutena, joka kuvaa materiaalin taipumusta tilavuuden muutoksiin paineen vaikutuksesta.

Tilavuusjäykkyys on merkittävä tekijä monilla fysiikan ja insinööritieteiden aloilla. Se on tärkeää nesteiden ja kaasujen käyttäytymisen ymmärtämisessä, erityisesti korkeissa paineissa. Materiaalien lujuuslaskelmissa tilavuusjäykkyys vaikuttaa siihen, kuinka materiaali reagoi ulkoisiin voimiin, jotka pyrkivät muuttamaan sen muotoa tai tilavuutta. Esimerkiksi paineastioiden suunnittelussa ja sukellusveneiden rakenteissa tilavuusjäykkyydellä on keskeinen rooli. Kiinteille aineille tilavuusjäykkyys on tyypillisesti huomattavasti suurempi kuin nesteille, ja nesteille suurempi kuin kaasuille. Kaasujen tilavuusjäykkyys riippuu myös merkittävästi lämpötilasta ja paineesta.