tilavuusosina

Tilavuusosina (volume fractions) on mitta, jolla kuvataan, kuinka suuri osa kokonaisvolyymistä kuuluu kunkin komponentin tilavuudelle sekoituksessa. Jokaiselle komponentille i määritellään tilavuusosuus φ_i = V_i / V_tot, missä V_tot = Σ_i V_i on koko sekoituksen tilavuus. Tilavuusosat ovat dimensiivittä, ja niiden summa on aina yksi (tai 100 %). Ne liittyvät massaprosentteihin käyttämällä tiheyksiä: φ_i = (w_i/ρ_i) / Σ_j (w_j/ρ_j), jossa w_i on massaprosentti ja ρ_i tiheys.

Ominaisuudet ja käyttötarkoitukset: Tilavuusosina kuvaavat sekoituksen tilavuuden jakautumista eri komponenttien kesken. Ne ovat erityisen hyödyllisiä materiaalitieteessä, poroisissa medioissa sekä kemikaalien ja nesteiden seoksissa, joissa tilavuusosat vaikuttavat esimerkiksi mekaanisiin ominaisuuksiin, kapillaarisiin ilmiöihin ja virtaukseen. Pienen paineen ja lämpötilan vaihtelun vallitessa tilavuusosat ovat usein additiivisia ja riippumattomia tiheydestä, mutta poikkeustapauksissa tilavuudet voivat muuttua.

Esimerkki: sekoitus vettä (1 L) ja etanolia (0,5 L) antaa V_tot = 1,5 L, φ_vesi = 1/1,5 = 0,667 ja φ_etanoli = 0,5/1,5 = 0,333.

Mittaa ja vertailu: Tilavuusosat voidaan määrittää suoraan tilavuuksien perusteella tai laskennallisesti massan ja tiheyden avulla. Ne eroavat massaprosenteista siten, että tilavuusosat kuvaavat tilan jakautumista, kun taas massaprosentit kuvaavat aineiden massan jakaumaa. Liittyviä käsitteitä ovat tilavuudellinen koostumus, porosity ja saturations.