térfogatváltozáshoz

A térfogatváltozáshoz kapcsolódó jelenségek a fizika és a mérnöki tudományok területén fordulnak elő. A kifejezés a rendszer térfogatának ΔV-változását írja le egy adott külső inger hatására, például nyomás vagy hőmérséklet változásával. A jelenség fontos szempontja, hogy a térfogatra ható erők és állapotváltozások összehangoltan módosítják a közeg vagy a test méreteit.

Fizikai mennyiségek közül a leggyakoribb a térfogati nyúlás vagy volumetrikus nyúlás, ε_v = ΔV/V0, kis deformationsnál pedig ΔV ≈ V0 ε_v. A nyomásváltozás és térfogat kapcsolata a bulk modullal adható meg: ε_v = -ΔP / K, ahol K a bulk modulus. Más szempontból a térfogatváltozás mértékét befolyásolja a kompresszibilitás κ = - (1/V)(∂V/∂P)_T és a termikus expanzió α = (1/V)(∂V/∂T)_P. Ezek a paraméterek különösen fontosak anyagok tervezésekor és állapotváltozások vizsgálatakor.

Anyagtípusok szerint a térfogatváltozás mértéke változik: a gázok általában jól kompresszibilisek, a folyadékok kevésbé, a szilárd anyagok pedig gyakran a legkevésbé érzékenyek a nyomásra, kivéve ha fázisátalakulás közvetlenül érinti a rendszert. Fázisváltozások során jellegzetes volumenváltozások figyelhetők meg, például hőmérséklet vagy nyomás hatására bekövetkező folyamatok során.

Mérése és alkalmazása során dilatometerek, hidrosztatikus tesztek és egyéb mérési módszerek használatosak. A térfogatváltozás fontos tényező a tartályok és szerkezetek tervezésében, geofizikában, anyagkutatásban és folyamatszabályozásban.