压缩性

在热力学和流体力学中，压缩率是衡量流体或固体响应压力的瞬时相对体积变化的量度变化。 在其简单形式中，可压缩性 κ （在某些领域表示为 β）可表示为

β = − 1 V ∂ V ∂ p

其中 V 是体积，p 是压力。 选择将可压缩性定义为分数的负数使得在（通常）情况下压缩性为正，即压力增加会导致体积减小。 固定温度下压缩率的倒数称为等温体积模量。

上面的说明是不完整的，因为对于任何物体或系统，可压缩性的大小在很大程度上取决于过程是等熵的还是等温的。 因此，等温压缩率定义为：

β T = − 1 V ( ∂ V ∂ p ) T

其中下标 T 表示偏微分是在恒温下取的。

等熵压缩性定义为：

β S = − 1 V ( ∂ V ∂ p ) S ,

其中 S 是熵。 对于固体，两者之间的区别通常可以忽略不计。

由于材料的密度 ρ 与其体积成反比，可以证明在这两种情况下

β = 1 ρ ( ∂ ρ ∂ p ) 。

声速在经典力学中定义为：

c 2 = ( ∂ p ∂ ρ ) S

因此，通过替换偏导数，等熵压缩率可以表示为：

β S = 1 ρ c 2

压缩率的倒数称为体积模量，通常表示为 K（有时为 B 或 β {\displaystyle \beta } ））。压缩率方程将等温压缩率（和间接压力）与液体结构联系起来 .

等温压缩率通常通过以下几个关系与等熵（或绝热）压缩率相关：

β T β S = c p c v = γ , 其中 γ 是热容比，α 是体积热膨胀系数，ρ = N/V 是颗粒密度，Λ = ( ∂ P / ∂ T ) V为热压系数。