非圧縮性としても知られる体積弾性率は、物質がすべての面で圧縮されたときの体積変化を維持する能力を測定します。圧縮力を相対変形で割って計算されます。物質の体積弾性率が高いほど、それを変形させたり体積を変化させたりするのに必要な力が大きくなります。たとえば、スチールは、プラスチックや木材に比べて、変形させるのに大きな力が必要です。したがって、鋼の体積弾性率は、プラスチックまたは木材の体積弾性率よりも高くなります。体積弾性率は、固体だけでなく、液体や気体にも使用できます。気体の体積弾性率は、式 B=ΔP/(ΔV/V) で計算されます。
気体の体積弾性率とは?
気体の体積弾性率は、圧力がかかったときに気体の体積が適用される抵抗の量です。理想気体の法則式を使用して計算できます。温度や熱が変化すると、ガスの挙動が異なります。したがって、この状況に対応するために、ガスの体積弾性率には 2 つのタイプがあります。等温および断熱体積弾性率。等温体積弾性率の式は B=-ΔP/(ΔV/V) であり、断熱体積弾性率の式は Badiabatic=γP
です。体積弾性率の式:
体積弾性率は、固体に対して測定する別のタイプの弾性率 (例:ヤング率) ですが、これは液体や気体の場合にも使用できます。体積弾性率は「体積ひずみ」に関連しています。簡単にするために、オブジェクトを取り、すべての方向から等量の力を加えて圧力を上げてみましょう。これにより、オブジェクトのボリュームが減少します。上記の理解から、体積弾性率「B」を次のように定義できます
B=加えられた圧力 部分/体積の変化
プレッシャーが高まっているので、これはポジティブな変化です。したがって、圧力は正の数です。オブジェクトのボリュームが減少しています。つまり、負の変化です。したがって、ボリュームの変化は負の数です。したがって、最終的な式は次のようになります
B=- 圧力の適用分数/ボリュームの変化
=–ΔP/ΔV/V
=-V.ΔP/ΔV
体積弾性率の値
体積弾性率の問題を簡単に解決するために知っておくべきガスの例のいくつかの体積弾性率がここにリストされています。物体の変形や体積変化に必要な圧力は、パスカルに換算すると天文学的な数値になるため、ギガパスカルで表記します。
ギガ パスカル (GPa) はパスカルの 109 倍であることに注意してください。
等温および断熱体積弾性率
理想気体の法則によると、PV=nRT ここで、P は圧力、V は体積、n は物質の量、R は理想気体定数、T は温度です。この式に関するガスの体積弾性係数について説明します。
等温条件、つまり温度変化のない状態での体積弾性率は、Bisothermal という記号で表されます。等温条件下で方程式 PV=nRT を解いてみましょう。
PV=nRT
T は等温条件で一定です。したがって、
PV=定数
P.dV/dP+V.dP/dP=0
P=-V.dP/dV=B
したがって、等温条件下では、気体の体積弾性率は気体の圧力に等しくなります。
断熱状態、つまり熱伝達がない状態での体積弾性率は、記号 Badiabatic で表されます。断熱条件下で方程式 PV=nRT を解いてみましょう。
PV=定数
製品ルールを再度適用しています:
P(γ.Vγ-1 . dVdP)+Vγ=0
P(γ.Vγ-1 . dVdP)=– Vγ
→γP=- V . dP/dV=B
したがって、断熱体積係数 Badiabatic=γP ここで、γ=CpCv.
結論
ガスの体積弾性率は、抵抗を表す定数であり、ガスは変形または外圧に対して適用されます。体積応力を体積ひずみで割ること、または簡単に言えば、ガスに加えられた圧力の変化をガスの体積の変化で割り、元のガスの体積で割ることによって簡単に見つけることができます。体積弾性率は通常、記号「K」で表されます。体積弾性率の SI 単位はパスカルで、寸法式は M1L-1T-2 です。体積弾性率の式は、B=ΔP/(ΔV/V) として与えられます。断熱とは、「特定のプロセスで熱が移動しない」ことを意味します。熱伝達を防止する条件下で計算される体積弾性率は、断熱体積弾性率として知られており、「Badiabatic」で表されます。断熱体積弾性率の式は、Badiabatic=ΔP/(ΔV/V)=γP として与えられます。
