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体积模量
✍ dations ◷ 2025-07-09 10:42:27 #体积模量
体积模量 (
K
{displaystyle K}
)也称为不可压缩量,是材料对于表面四周压强产生形变程度的度量。它被定义为产生单位相对体积收缩所需的压强。它在SI单位制中的基本单位是帕斯卡。体积模量可由下式定义:其中
p
{displaystyle p}
为压力,
V
{displaystyle V}
为体积,
∂
p
∂
V
{displaystyle {frac {partial p}{partial V}}}
是压力对体积的偏导数。体积模量的倒数即为一种物质的压缩率。还有其他一些描述材料对应变的反应的物理量。比如剪切模量描述了材料对剪切应变的反应;而杨氏模量则描述了材料对线性应变的反应。对流体而言,只有体积模量具有意义。而对于不具有各向同性的固体材料(如纸、木等),上述三种弹性模量则不足以描述这些材料对应变的反应。严格的说,体积模量是一个热力学量。说明在何种温度变化条件下对体积模量是有必要的。等温体积模量(
K
T
{displaystyle K_{T}}
)以及定熵(绝热)体积模量(
K
S
{displaystyle K_{S}}
)或其他形式都是可能出现的。实践中上述区分只是用于对气体的讨论中。对于理想气体,绝热体积模量
K
S
{displaystyle K_{S}}
为:而等温体积模量
K
T
{displaystyle K_{T}}
为:其中
γ
{displaystyle gamma }
为绝热指数;
p
{displaystyle p}
为压强。对于流体,体积模量和密度决定了在该种材料中的音速。此种关系由下式说明:固体可以传递横波,故要决定固体中的声速还需要其他的弹性模量,如剪切模量。
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