Kalkulator Modulus Massal

Modulus curah didefinisikan sebagai K = -ΔP/(ΔV/V), dengan ΔP adalah peningkatan kecil tekanan yang diterapkan secara seragam pada permukaan material, ΔV adalah perubahan volume yang dihasilkan, dan V adalah volume aslinya. Tanda negatif membuat K tetap positif, karena volume berkurang (ΔV negatif) ketika tekanan meningkat. Berbeda dengan modulus Young, yang menggambarkan ketahanan terhadap regangan atau kompresi sepanjang satu sumbu, modulus curah menggambarkan ketahanan terhadap kompresi dari segala arah sekaligus — sifat yang mengatur bagaimana benda terendam atau fluida bertekanan merespons tekanan hidrostatis.

Kompresibilitas β hanyalah kebalikan dari modulus curah (β = 1/K). Ini adalah besaran yang lebih alami di beberapa bidang, khususnya dinamika fluida dan teknik perminyakan, dimana respons volume fraksional terhadap tekanan adalah besaran yang diperhatikan secara langsung.

Kalkulator mengambil tiga masukan pada tab Modulus Massal: perubahan tekanan (ΔP, dalam pascal), perubahan volume (ΔV, dalam meter kubik, negatif untuk kompresi), dan volume awal (V, dalam meter kubik). Karena modulus curah adalah rasio, ukuran absolut volume tidak menjadi masalah — hanya perubahan pecahan ΔV/V — sehingga setiap satuan yang konsisten dapat digunakan selama ΔV dan V menggunakan satuan yang sama. Nilai modulus curah pada umumnya memiliki rentang yang sangat luas: gas yang mendekati tekanan atmosfer biasanya berada jauh di bawah 1 GPa, cairan seperti air berada pada kisaran 2,2 GPa, dan logam seperti baja memiliki tekanan sekitar 160 GPa.

Pada tab Kompresibilitas, pengeditan modulus curah atau bidang kompresibilitas akan memperbarui nilai modulus curah lainnya secara otomatis. Pada tab Selesaikan, memilih variabel target (modulus curah, perubahan tekanan, atau perubahan volume) akan menampilkan dua kolom yang diperlukan untuk menghitungnya.

Kalkulator ini mengasumsikan hubungan linier dan isotropik antara tekanan dan perubahan volume fraksional, yang akurat untuk perubahan tekanan kecil namun rusak pada tekanan ekstrim dimana modulus curah itu sendiri mulai bergantung pada tekanan (umum dalam geofisika dan teknik tekanan tinggi). Hal ini juga mengasumsikan kondisi isotermal atau adiabatik ditangani secara konsisten oleh nilai modulus curah apa pun yang Anda berikan — nilai gas yang dipublikasikan, khususnya, sangat berbeda antara modulus curah isotermal dan adiabatik. Perubahan volume yang nol atau kecil secara fisik akan membuat kalkulator menandai input yang hilang/tidak valid daripada membaginya dengan nol. Untuk bahan anisotropik (sebagian besar kristal, komposit, dan kayu), modulus curah hanya merupakan deskripsi rata-rata dan konstanta elastis terarah memberikan gambaran yang lebih lengkap.