volumsfraksjoner

Volumsfraksjoner er en måte å beskrive sammensetningen i et todeling eller flerdeling av et materiale ved å angi hvor stor del av volumet som tilhører hver komponent utgjør. For en blanding med komponenter, er volumsfraksjonen til komponent i definert som α_i = V_i / V_total, der V_i er volumenet av komponent i og V_total er det totale volumet av blandingen. Summen av alle volumsfraksjonene i blandingen er alltid lik 1.

Volumsfraksjoner gir en neutral måte å beskrive sammensetning på som ikke påvirkes av tetthetsforskjeller mellom komponentene. De er særdeles viktige i multiphasesystemer som gass–væske, væske–væske og fast–væske, samt i materialvitenskap der man beskriver andelen av fiber eller partikler i et komposittmateriale. I slike kontekster kan volumsfraksjoner påvirke mekaniske egenskaper, transportmønstre og reaksjonsrater.

Relasjoner til massefraksjoner: massefraksjonen w_i beskriver hvor stor masseandel komponent i utgjør. For å koble volumsfraksjoner til massefraksjoner må man kjenne tettheten ρ_i til hver komponent. En vanlig omregning er α_i = (w_i/ρ_i) / Σ_j (w_j/ρ_j). Dette viser at volumsfraksjoner generelt avhenger av tettheter.

Måling og estimering: volumsfraksjoner kan bestemmes eksperimentelt ved bildering og tomografi, porosimetri ved å måle tilgjengelig volummengde, eller ved operasjoner som avhenger av tetthet og volum. I beregningsfysiske modeller brukes ofte felt av volumsfraksjoner for hver fase og de vedlagte grenseflategenskapene, som i Euler–Lagrange- eller Volume of Fluid-metodene.

Oppsummert beskriver volumsfraksjoner hvor stor del av et system som tilhører hver komponent i volum, og de spiller en viktig rolle i både teoretiske og praktiske analyser av blandinger og flersfasesystemer.