Modulus kompresi

Modulus kompresi atau modulus curah (; dengan lambang  atau ) suatu zat adalah ukuran resistansi zat itu pada kompresi uniform. Didefinisikan sebagai rasio kenaikan tekanan infinitesimal terhadap penurunan relatif volume yang dihasilkan. Satuan SI modulus kompresi adalah pascal, dan bentuk dimensionalnya adalah M1L−1T−2.

 Definisi 
Modulus kompresi  dapat secara formal didefinisikan dengan persamaan

di mana  adalah tekanan,  adalah volume, dan  melambangkan turunan tekanan terhadap volume. Secara ekuivalen:

di mana ρ adalah densitas dan dP/dρ melambangkan turunan tekanan terhadap densitas. Invers modulus kompresi adalah kompresibilitas zat tersebut.

 Relasi termodinamika 
Secara sempit, modulus kompresi adalah suatu kuantitas dari termodinamika, dan untuk memberi spesifikasi suatu modulus kompresi perlu diberi spesifikasi bagaimana suhu berubah-ubah ketika mengalami kompresi: suhu konstan (isotermik ), entropi konstan (adiabatik ), dan variasi-variasi lain mungkin terjadi. Pembedaan demikian khususnya relevan untuk gas.

Bagi suatu gas ideal, modulus kompresi adiabatik  dihitung dengan

dan modulus kompresi isotermal  dihitung dengan

di mana
γ adalah indeks adiabatik, kadangkala disebut κ.
P adalah tekanan.

Bilamana gas itu bukan ideal, persamaan-persamaan ini hanya memberi perkiraan modulus kompresi. Dalam suatu cairan, modulus kompresi K dan densitas ρ ditentukan oleh kecepatan suara c (pressure waves), menurut rumus Newton-Laplace

Dalam benda padat,  dan  mempunyai nilai yang hampir sama.
Benda padat juga dapat menahan gelombang transvers: untuk bahan-bahan semacam ini satu modulus elastik tamabahan, misalnya modulus geser, dibutuhkan untuk menentukan kecepatan gelombang.

 Pengukuran 
Modulus kompresi dapat diukur menggunakan difraksi bubuk di bawah tekanan.
Ini merupakan sifat suatu cairan yang menunjukkan kemampuan untuk mengubah volume di bawah tekanan.

 Sejumlah nilai tertentu 
+ Perkiraan modulus kompresi (K) untuk bahan-bahan umumBahanModulus kompresi dalam GPaModulus kompresi dalam psi Kaca (lihat juga diagram di bawah tabel)  to  Baja  Berlian (pada 4K) Page 52 of "Introduction to Solid State Physics, 8th edition" by Charles Kittel, 2005, ISBN 0-471-41526-X  

jmpl|Pengaruh penambahan komponen kaca tertentu pada modulus kompresi kaca dasar.

Suatu bahan dengan modulus kompresi 35 GPa kehilangan satu persen volumenya ketika diberi tekanan eksternal sebesar 0,35 GPa (~3500 Bar).
+ Perkiraan modulus kompresi (K) untuk bahan-bahan lain Air  (nilai meningkat pada tekanan yang lebih tinggi) Metanol  (pada 20 °C dan 1 Atm) Udara   (modulus kompresi adiabatik) Udara   (modulus kompresi pada suhu konstan) Helium padat   (perkiraan)

 Referensi 

Kategori:Fisika