The bulk elastic properties of a material determine how much it will compress under a given amount of external pressure. The ratio of the change in pressure to the fractional volume compression is called the bulk modulus of the material.
|
A representative value for the bulk modulus for steel is
 and that for water is
 The reciprocal of the bulk modulus is called the compressibility of the substance. The amount of compressionof solids and liquids isseen to be very small. |
 |
The bulk modulus of a solid influences the speed of sound and other mechanical waves in the material. De asemenea, este un factor care influențează cantitatea de energie stocată în materialul solid din scoarța terestră. Această acumulare de energie elastică poate fi eliberată violent în timpul unui cutremur, astfel încât cunoașterea modulelor aparente pentru materialele din scoarța terestră este o parte importantă a studiului cutremurelor. Modulul grosier este un factor care influențează viteza undelor seismice produse de cutremure.
O afirmație comună este că apa este un fluid incompresibil. Acest lucru nu este strict adevărat, după cum indică modulul său aparent finit, dar cantitatea de compresie este foarte mică. Pe fundul Oceanului Pacific, la o adâncime de aproximativ 4000 de metri, presiunea este de aproximativ 4 x 107 N/m2. Chiar și sub această presiune enormă, compresia volumică fracționată este de numai aproximativ 1,8%, iar cea pentru oțel ar fi de numai aproximativ 0,025%. Așadar, este corect să spunem că apa este aproape incompresibilă. Referință: Halliday, Resnick, Walker, 5th Ed. Extinsă.
John Hermance subliniază că, pentru o imagine mai exactă a compresibilității apei, ar trebui să se țină cont de temperatură. Motivul pentru care compresibilitatea de 1,8% poate fi citată mai sus este acela că compresibilitatea apei la 20°C la suprafață este aproximativ aceeași cu compresibilitatea la 4000m adâncime dacă temperatura la fund este de 5°C. Compresibilitatea la acea presiune și adâncime are o valoare mai mare din cauza temperaturii mai reci decât cea pe care ar fi avut-o la 20°C. Utilizând datele detaliate privind compresibilitatea apei din compilația Fine & Millero, se poate observa că, dacă temperatura la fund ar fi fost de 5°C, compresibilitatea ar fi fost de aproximativ 1,82%, dar dacă ar fi fost de 20°C, valoarea compresibilității ar fi fost de aproximativ 1,66%.
°C |
Atm |
pe Mbar |
at 400 bars |
Un alt mod de a afirma acest lucru este că, dacă temperatura fundului este de 5°C, compresibilitatea ar scădea cu doar 0,9% de la suprafață la adâncime, în timp ce dacă temperatura fundului ar fi tot de 20°C, compresibilitatea ar scădea cu aproximativ 9,6%.
Interesul lui Hermance pentru această imagine detaliată a compresibilității provine din aplicarea la compresibilitatea apelor subterane din subsolul Pământului. Această apă subterană ar putea fi la o temperatură mai ridicată, iar modificarea compresibilității are o importanță considerabilă în înțelegerea stocării și eliberării apei subterane din fisurile și porii din rocă, precum și a efectelor hidrofracturării, cutremurelor etc., în scoarța superioară a Pământului.
Compresibilitatea lichidelor