Co je hromadný modul?
Materiály mohou být obecně stlačeny, když jsou vystaveny vnějším tlakům aplikovaným na jejich povrchy. Redukce objemu materiálu při daném tlaku se v různých materiálech velmi liší. Plyny jsou obecně nejsnadněji stlačovány pod tlakem, zatímco pevné látky mohou být stlačovány relativně málo as velkými obtížemi. Objemový modul je vlastnost materiálu, která ukazuje stupeň odolnosti materiálu vůči stlačení. Může se na ni také odkazovat řadou dalších termínů, jako je objemový modul pružnosti, modul stlačení a další.
Jedním ze způsobů, jak na to myslet, je vzájemná stlačitelnost. Vysoký objemový modul pro materiál znamená relativně vysokou odolnost proti stlačení, což znamená, že je obtížné stlačit. Nízká hodnota znamená relativně malý odpor vůči stlačení, což znamená, že materiál je relativně snadno stlačen. Například objemový modul oceli je o několik řádů větší než u vzduchu, který lze relativně snadno stlačit vzduchovým kompresorem.
Hodnoty objemového modulu materiálu se liší v závislosti na faktorech, jako je teplota materiálu nebo množství vzduchu, které je do něj přimícháno. Jak se materiál zahřívá, jeho objem se obecně rozšiřuje, což má za následek otevřenější fyzikální strukturu, která se snáze komprimuje. Vzduch zachycený v materiálu také ovlivňuje fyzikální strukturu materiálu, čímž ovlivňuje jeho objemový modul.
Některé tekutiny, jako je voda nebo hydraulická kapalina, jsou někdy náhodně označovány jako nestlačitelné tekutiny. To není přísně přesné, ale protože jejich komprimovatelnost je relativně nízká, lze v některých technických výpočtech ignorovat objemový modul. Za určitých okolností, například v některých situacích s vysokým tlakem, je však třeba tuto skutečnost zohlednit, aby byla zajištěna správná konstrukce a funkce systému.
Například výkon hydraulického zařízení při velmi vysokém tlaku může být snížen, pokud se při návrhu systému nezohlední objemový modul hydraulické kapaliny. Důvodem je to, že při stlačování hydraulické kapaliny se spíše spotřebovává energie, než aby směřovala přímo k práci, kterou zařízení provádí. Tekutina v systému musí být stlačena do bodu, kdy odolává dalšímu stlačování, než bude zařízení a zatížení působit. Odklon energie od primárního úkolu může ovlivnit polohu zařízení, sílu, kterou má k dispozici pro zamýšlenou funkci, dobu odezvy atd.
Objemový modul je méně často charakteristický zájmem, pokud jde o pevné látky, protože jsou obvykle velmi obtížně stlačitelné, ale za určitých okolností je to relevantní. Rychlost, kterou zvuk prochází pevnou látkou, závisí částečně na objemovém modulu materiálu. Množství energie, která může být uložena v pevné látce, také souvisí s touto vlastností, takže je relevantní pro studium zemětřesení a seismických vln.
Jako matematická funkce je tato vlastnost materiálu vyjádřena jako poměr aplikovaného tlaku ke změně objemu látky na jednotku objemu. Tím se získá hodnota vyjádřená ve stejných jednotkách použitých k vyjádření tlaku, protože jednotky objemu se vyřadí. V grafické podobě je to sklon křivky vytvořené vynesením tlaků aplikovaných na materiál proti odpovídajícím specifickým objemům materiálu při těchto tlacích.