O que é compressibilidade?

Compressibilidade

A compressibilidade é uma propriedade física da matéria que descreve a variação relativa de seu volume em resposta a uma mudança na pressão. Em outras palavras, ela indica o quanto um material diminui de volume quando submetido a uma pressão.

Definição Formal:

A compressibilidade (β) é definida como a variação fracionária do volume por unidade de aumento na pressão. Matematicamente, ela é expressa como:

β = - (1/V) (dV/dP)

Onde:

• β é a compressibilidade
• V é o volume original
• dV é a variação no volume
• dP é a variação na pressão

O sinal negativo é incluído porque o volume diminui com o aumento da pressão, tornando a compressibilidade um valor positivo.

Fatores que Afetam a Compressibilidade:

Diversos fatores influenciam a compressibilidade de uma substância, incluindo:

• Fase da Matéria: Gases são altamente compressíveis, líquidos são moderadamente compressíveis e sólidos geralmente são pouco compressíveis. Isso se deve ao espaço entre as partículas e à força das ligações intermoleculares.

• Temperatura: A compressibilidade geralmente aumenta com o aumento da temperatura, pois as moléculas se movem mais rápido e as ligações intermoleculares ficam mais fracas.

• Composição: A natureza química da substância afeta a compressibilidade. Por exemplo, materiais com ligações intermoleculares fracas (como alguns polímeros) tendem a ser mais compressíveis.

Tipos de Compressibilidade:

• Compressibilidade Isotérmica: Medida a temperatura constante. (Veja mais sobre <a href="https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/compressibilidade%20isotérmica">compressibilidade isotérmica</a>).

• Compressibilidade Adiabática (ou Isoentrópica): Medida sem troca de calor com o ambiente (processo adiabático). (Veja mais sobre <a href="https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/compressibilidade%20adiabática">compressibilidade adiabática</a>).

Importância da Compressibilidade:

A compressibilidade é um conceito importante em diversas áreas, incluindo:

• Engenharia: No projeto de estruturas submetidas a altas pressões (como submarinos e dutos). (Veja mais sobre <a href="https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/engenharia%20estrutural">engenharia estrutural</a>).

• Geologia: No estudo da compressão de rochas em profundidades oceânicas e no interior da Terra.

• Oceanografia: Na modelagem da densidade da água do mar em diferentes profundidades.

• Termodinâmica: No cálculo de propriedades termodinâmicas de fluidos. (Veja mais sobre <a href="https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/termodinâmica">termodinâmica</a>).

• Acústica: A compressibilidade está relacionada à velocidade do som em um material. Materiais com alta compressibilidade geralmente têm velocidades do som mais lentas.

Compressibilidade em Diferentes Estados da Matéria:

• Gases: Gases são altamente compressíveis devido ao grande espaço entre as moléculas. A compressibilidade de um gás ideal é inversamente proporcional à pressão.

• Líquidos: Líquidos são menos compressíveis que os gases, mas ainda podem ser comprimidos em certa medida. A compressibilidade dos líquidos varia com a temperatura e a pressão.

• Sólidos: Sólidos são geralmente muito pouco compressíveis devido às fortes ligações entre os átomos ou moléculas. No entanto, mesmo sólidos podem ser comprimidos sob pressões extremamente altas.