tilavuusosuutensa

Tilavuusosuus (volume fraction) kuvaa, kuinka suuri osa kokonaisvoluumista kuuluu tietylle komponentille seoksessa. Merkitään usein φ_i, ja määritelmä on φ_i = V_i / V_total, jossa V_i on komponentin tilavuus ja V_total on seoksen kokonaisvolyymi. Tilavuusosuus on adimensionaalinen ja yleensä 0 ≤ φ_i ≤ 1; sitä voidaan esittää prosenttina.

Kun seoksessa on useita komponentteja, tilavuusosuudet summautuvat yleensä yhteen: ∑_i φ_i = 1. Esimerkiksi kaksikomponenttisessa seoksessa φ_1 + φ_2 = 1.

Tilavuusosuudella on yhteys tiheyteen ja massaan. Seoksen kokonaismassa on m = Σ_i ρ_i φ_i V_total, ja seoksen tiheys ρ = m / V_total = Σ_i φ_i ρ_i. Tämä suoraan pätee oletettaessa, ettei sekoittuessa tapahdu tilavuuden muutosta. Jos tilavuus muuttuu, relation muut Ty.

Tilavuusosuutta käytetään laajasti materiaalitieteessä ja teknisissä sovelluksissa, kuten komposiittimateriaaleissa, emulsioissa, poro- ja geologisissa järjestelmissä sekä maalauksissa ja elintarvikkeissa. Se kuvaa komponenttien suhteellista määrää ja vaikuttaa muun muassa mekaanisiin ominaisuuksiin, lämpölaajenemiseen ja kulkeutumiseen eri vaiheiden välillä.

Esimerkki: kaksi komponenttia ρ_1 = 1.2 g/cm3, ρ_2 = 0.9 g/cm3 ja tilavuusosuudet φ_1 = 0.4, φ_2 = 0.6 antavat seoksen tiheydeksi ρ = 0.4·1.2 + 0.6·0.9 = 1.02 g/cm3.