Módulo de massa

Módulo de massa, constante numérica que descreve as propriedades elásticas de um sólido ou fluido quando este se encontra sob pressão em todas as superfícies. A pressão aplicada reduz o volume de um material, que retorna ao seu volume original quando a pressão é removida. Às vezes referido como incompressibilidade, o módulo de massa é uma medida da capacidade de uma substância de suportar mudanças de volume quando está sob compressão em todos os lados. É igual ao quociente da pressão aplicada dividido pela deformação relativa.

Neste caso, a deformação relativa, comumente chamada de deformação, é a variação de volume dividida pelo volume original. Assim, se o volume original Vo de um material é reduzido por uma pressão aplicada p a um novo volume Vn, a deformação pode ser expressa como a variação no volume, Vo – Vn, dividido pelo volume original, ou (Vo – Vn)/Vo. O módulo bulk em si, que, por definição, é a pressão dividida pela deformação, pode ser expresso matematicamente como

Equation.

Quando o módulo bulk é constante (independente da pressão), esta é uma forma específica da lei de elasticidade de Hooke.

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Porque o denominador, tensão, é uma razão sem dimensões, as dimensões do módulo de massa são as da pressão, força por unidade de área. No sistema inglês, o módulo a granel pode ser expresso em unidades de libras por polegada quadrada (geralmente abreviado para psi), e no sistema métrico, newtons por metro quadrado (N/m2), ou pascals.

O valor do módulo a granel para o aço é cerca de 2,3 × 107 psi, ou 1,6 × 1011 pascals, três vezes o valor para o vidro. Assim, apenas um terço da pressão é necessária para reduzir uma esfera de vidro na mesma quantidade que uma esfera de aço com o mesmo tamanho inicial. Sob pressão igual, a diminuição proporcional do volume de vidro é três vezes maior do que a do aço. Também se pode dizer que o vidro é três vezes mais compressível do que o aço. Na verdade, a compressibilidade é definida como o recíproco do módulo de massa. Uma substância difícil de comprimir tem um módulo a granel grande, mas uma compressibilidade pequena. Uma substância que é fácil de comprimir tem uma alta compressibilidade, mas um módulo a granel baixo.

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