tilavuusmuutosta

Tilavuusmuutos tarkoittaa järjestelmän tilavuuden alkuperäisen tilavuuden ja lopullisen tilavuuden välistä eroa. Sille käytetään usein merkintää ΔV. Positiivinen arvo osoittaa tilavuuden kasvua, negatiivinen pienentymistä. Tilavuusmuutokset esiintyvät monissa yhteyksissä fysikaalisista prosesseista kemiallisiin reaktioihin sekä biologiaan ja teknologiaan.

Fysikaalisessa ja termodynaamisessa kontekstissa tilavuusmuutokset syntyvät pääasiassa paineen ja lämpötilan muutoksista. Kaasut noudattavat usein ideaalikaasun lakia PV = nRT, jonka kautta tilavuus kasvaa, kun lämpötilaa lisätään tai paine pienenee. Kiinteillä ja nesteillä tilavuus muuttuu huomattavasti vähemmän; sitä kuvataan tilavuuden lämpölaajenemiskertoimella β, jolloin dV = β V dT at constant P.

Kemiallisessa yhteydessä tilavuusmuutokset voivat johtua kaasujen muodostumisesta tai kulutuksesta reaktioissa sekä faasimuutoksista, kuten nesteestä kaasuksi tai kaasun poistumisesta. Tilavuuden muutos vaikuttaa paineisiin ja prosessin etenemiseen sekä voi muuttaa sekoitus- ja reaktiolämpötilanteita.

Biologiassa tilavuusmuutokset liittyvät osmoosiin ja solujen tilavuuden säätelyyn. Vedenvaihto solun sisä- ja ulko- tilan välillä vaikuttaa solujen turgor-tilaan sekä toimintaan.

Mittauksessa tilavuusmuutosta arvioidaan tilavuusmittauksilla tai syrjäytymismenetelmillä, ja yksikköinä käytetään kuutiometrejä tai litroja. Tilavuusmuutoksen huomioon ottaminen on keskeistä esimerkiksi lämpötilan hallinnassa, paineenkäsittelyssä ja osin biologisissa prosesseissa.