In der Thermodynamik und flüssigen Mechanik ist Verdichtbarkeit ein Maß der Verhältnisvolumen-Änderung eines flüssigen oder festen als eine Antwort auf einen Druck (oder Mittelbetonung) Änderung.

wo V Volumen ist und p Druck ist

Zeichen: Die meisten Lehrbücher verwenden die Notation für diese Menge

Definition

Die Spezifizierung ist oben unvollständig, weil für jeden Gegenstand oder System der Umfang der Verdichtbarkeit stark davon abhängt, ob der Prozess adiabatisch oder isothermisch ist. Entsprechend isothermische Verdichtbarkeit wird definiert:

wo die Subschrift T anzeigt, dass das teilweise Differenzial bei der unveränderlichen Temperatur genommen werden

Adiabatische Verdichtbarkeit wird definiert:

wo S Wärmegewicht ist. Für einen Festkörper ist die Unterscheidung zwischen den zwei gewöhnlich unwesentlich.

Das Gegenteil der Verdichtbarkeit wird das Hauptteil-Modul genannt, häufig hat K (manchmal B) angezeigt. Diese Seite enthält auch einige Beispiele für verschiedene Materialien.

Die Verdichtbarkeitsgleichung verbindet die isothermische Verdichtbarkeit (und indirekt der Druck) zur Struktur der Flüssigkeit.

Thermodynamik

Der Begriff "Verdichtbarkeit" wird auch in der Thermodynamik gebraucht, um die Devianz in den thermodynamischen Eigenschaften eines echten Benzins von denjenigen zu beschreiben, die von einem idealen Benzin erwartet sind. Der Verdichtbarkeitsfaktor wird als definiert

:

wo p der Druck des Benzins ist, ist T seine Temperatur, und ist sein Mahlzahn-Volumen. Im Fall von einem idealen Benzin ist der Verdichtbarkeitsfaktor Z der Einheit gleich, und das vertraute ideale Gasgesetz wird wieder erlangt:

Z kann im Allgemeinen entweder größer sein oder weniger als Einheit für ein echtes Benzin.

Die Abweichung vom idealen Gasverhalten neigt dazu, besonders bedeutend zu werden (oder, gleichwertig der Verdichtbarkeitsfaktor streunt weit von der Einheit) in der Nähe vom kritischen Punkt, oder im Fall vom Hochdruck oder der niedrigen Temperatur. In diesen Fällen müssen eine verallgemeinerte Verdichtbarkeitskarte oder eine alternative Gleichung des dem Problem besser angepassten Staates verwertet werden, um genaue Ergebnisse zu erzeugen.

Eine zusammenhängende Situation kommt in der Hyperschallaerodynamik vor, wo Trennung eine Zunahme im "notational" Mahlzahn-Volumen verursacht, weil ein Maulwurf von Sauerstoff, als O, 2 Maulwürfe von monatomic Sauerstoff wird und sich N ähnlich zu 2N abtrennt. Da das dynamisch als Luftströme über den Raumfahrtgegenstand vorkommt, ist es günstig, Z zu verändern, der für einen anfänglichen 30-Gramm-Maulwurf von Luft definiert ist, anstatt das unterschiedliche Mittelmolekulargewicht, die Millisekunde durch die Millisekunde zu verfolgen. Dieser Druck-Abhängiger-Übergang kommt für atmosphärischen Sauerstoff in den 2500 K zu 4000 K Temperaturreihe, und in den 5000 K zu 10,000 K-Reihe für den Stickstoff vor.

In Transistorübergangsbereichen, wo diese Druck-Abhängiger-Trennung unvollständig ist, wird beides Beta (das Differenzialverhältnis des Volumens/Drucks) und die unterschiedliche, unveränderliche Druck-Hitzekapazität außerordentlich zunehmen.

Für den gemäßigten Druck über 10,000 K trennt sich das Benzin weiter in freie Elektronen und Ionen ab. Z für das resultierende Plasma kann für einen Maulwurf von anfänglicher Luft ähnlich geschätzt werden, Werte zwischen 2 und 4 für teilweise erzeugend, oder hat einzeln Benzin ionisiert. Jede Trennung absorbiert sehr viel Energie in einem reversiblen Prozess, und das reduziert außerordentlich die thermodynamische Temperatur von in der Nähe vom Raumfahrtgegenstand verlangsamtem Hyperschallbenzin. Ionen oder freie Radikale, die zur Gegenstand-Oberfläche durch die Verbreitung transportiert sind, können diese zusätzliche (nichtthermische) Energie veröffentlichen, wenn die Oberfläche den langsameren Wiederkombinationsprozess katalysiert.

Die isothermische Verdichtbarkeit ist mit dem isentropic (oder adiabatisch) Verdichtbarkeit durch die Beziehung, verbunden

über die Beziehungen von Maxwell. Einfacher festgesetzt,

wo,

: ist das Hitzehöchstverhältnis. Sieh hier für eine Abstammung.

Erdwissenschaft

Verdichtbarkeit wird in den Erdwissenschaften verwendet, um die Fähigkeit eines Bodens oder Felsens zu messen, um im Volumen mit dem angewandten Druck abzunehmen. Dieses Konzept ist für die spezifische Lagerung wichtig, wenn es Grundwasser-Reserven in beschränktem aquifers schätzt. Geologische Materialien werden aus zwei Teilen zusammengesetzt: Festkörper und Leere (oder dasselbe als Durchlässigkeit). Der leere Raum kann mit Flüssigkeit oder Benzin voll sein. Geologische Materialien nehmen im Volumen nur ab, wenn die leeren Räume reduziert werden, die die Flüssigkeit oder das Benzin von der Leere vertreiben. Das kann über eine Zeitdauer von der Zeit geschehen, auf Ansiedlung hinauslaufend.

Es ist ein wichtiges Konzept in der geotechnical Technik im Design von bestimmten Strukturfundamenten. Zum Beispiel stellt der Aufbau von Hochstrukturen über zu Grunde liegende Schichten des hoch komprimierbaren kastanienbraunen Schlamms eine beträchtliche Designeinschränkung auf, und führt häufig zum Gebrauch von gesteuerten Stapeln oder anderen innovativen Techniken.

Flüssige Dynamik

Der Grad der Verdichtbarkeit einer Flüssigkeit hat starke Implikationen für seine Dynamik. Am meisten namentlich ist die Fortpflanzung des Tons von der Verdichtbarkeit des Mediums abhängig.

Aeronautische Dynamik

Verdichtbarkeit ist ein wichtiger Faktor in der Aerodynamik. Mit niedrigen Geschwindigkeiten ist die Verdichtbarkeit von Luft in Bezug auf das Flugzeugsdesign nicht bedeutend, aber weil sich der Luftstrom nähert und die Geschwindigkeit des Tons überschreitet, ein Gastgeber von neuen aerodynamischen Effekten werden wichtig im Design des Flugzeuges. Diese Effekten, häufig mehrere von ihnen auf einmal, haben es sehr schwierig für das Zeitalter-Flugzeug des Zweiten Weltkriegs gemacht, Geschwindigkeiten viel darüber hinaus 800 kph (500 Meilen pro Stunde) zu erreichen.

Viele Effekten werden häufig in Verbindung mit dem Begriff "Verdichtbarkeit" erwähnt, aber haben regelmäßig wenig, um mit der komprimierbaren Natur von Luft zu tun. Aus einem ausschließlich aerodynamischen Gesichtspunkt sollte sich der Begriff nur auf jene Nebenwirkungen beziehen, die infolge der Änderungen im Luftstrom von einer incompressible Flüssigkeit (ähnlich tatsächlich Wasser) zu einer komprimierbaren Flüssigkeit entstehen (als ein Benzin handelnd), weil der Geschwindigkeit des Tons genähert wird. Es gibt zwei Effekten insbesondere Welle-Schinderei und kritisches Mach.

Negative Verdichtbarkeit

Unter sehr spezifischen Bedingungen kann die Verdichtbarkeit negativ sein.

Siehe auch

• Verhältnis von Poisson
• Machzahl
• Prandtl-Glauert Eigenartigkeit, die mit dem Überschallflug vereinigt ist.
• Scherfestigkeit