Jumlah luas permukaan per isi padu

Nisbah jumlah luas permukaan per isi padu (JLP/I) merujuk kepada nisbah (hasil bahagi) luas permukaan suatu objek dengan isi padu kandungan objek itu.

Graf luas permukaan, A melawan isi padu, V pepejal-pepejal lazim serta sfera yang menunjukkan bahawa jumlah luas permukaan berkurang bagi bentuk yang lebih bulat, dan nisbah berkurang dengan bertambahnya isi padu. Pintasan dengan garis berputus menunjukkan bahawa ketika isipadu meningkat 8 (2³) kali ganda, luas permukaan meningkat 4 (2²) kali ganda.

Konsep JLP/I adalah penting dalam bidang sains dan kejuruteraan. Konsep ini digunakan untuk menerangkan hubungan antara struktur bahan dengan aktiviti atau fungsi yang berlaku di permukaan dan kandungan bahan. Contoh-contoh penerapan konsep ini ialah proses di bawah persamaan haba,[1] yakni pelepasan dan pemindahan haba secara konduksi.[2] JLP/I juga menerangkan resapan molekul-molekul kecil seperti oksigen dan karbon dioksida di antara ruang udara, darah dan sel,[3] kehilangan air dalam haiwan,[4] morfogenesis bakteria,[5] pentermokawalaturan organisma,[6] penghasilan tisu tulang buatan,[7] peparu buatan[8] serta banyak lagi anatomi biologi dan rekaan bioteknologi.

Perkaitan antara JLP/I dengan kadar pemindahan haba atau resapan terbit daripada perspektif fluks dan permukaan yang tertumpu pada permukaan tempat suatu fungsi berlaku, di mana JLP/I yang lebih besar membawa kepada lebih banyak bahan yang dapat dipindahkan lalu mencepatkan proses resapan/kekonduksian.[9][10][11]

Rujukan sunting

  1. ^ Planinšič, Gorazd; Vollmer, Michael (20 Februari 2008). "The surface-to-volume ratio in thermal physics: from cheese cube physics to animal metabolism". European Journal of Physics. 29 (2): 369–384. Bibcode:2008EJPh...29..369P. doi:10.1088/0143-0807/29/2/017. Dicapai pada 9 Julai 2021.
  2. ^ Planinšič, Gorazd (2008). "The surface-to-volume ratio in thermal physics: from cheese cube physics to animal metabolism". European Journal of Physics European Physical Society, Find Out More. 29 (2): 369–384. Bibcode:2008EJPh...29..369P. doi:10.1088/0143-0807/29/2/017.
  3. ^ Williams, Peter; Warwick, Roger; Dyson, Mary; Bannister, Lawrence H. (2005). Gray's Anatomy (ed. 39). Churchill Livingstone. m/s. 1278–1282.
  4. ^ Jeremy M., Howard; Hannah-Beth, Griffis; Westendorf, Rachel; Williams, Jason B. (2019). "The influence of size and abiotic factors on cutaneous water loss". Advances in Physiology Education. 44 (3): 387–393. doi:10.1152/advan.00152.2019. PMID 32628526.
  5. ^ Harris, Leigh K.; Theriot, Julie A. (2018). "Surface Area to Volume Ratio: A Natural Variable for Bacterial Morphogenesis". Trends in Microbiology. 26 (10): 815–832. doi:10.1016/j.tim.2018.04.008. PMC 6150810. PMID 29843923.
  6. ^ Louw, Gideon N. (1993). Physiological Animal Ecology. Longman Pub Group.
  7. ^ Nguyen, Thanh Danh; Olufemi E., Kadri; Vassilios I., Sikavitsas; Voronov, Roman S. (2019). "Scaffolds with a High Surface Area-to-Volume Ratio and Cultured Under Fast Flow Perfusion Result in Optimal O2 Delivery to the Cells in Artificial Bone Tissues". Applied Sciences. 9 (11): 2381. doi:10.3390/app9112381.
  8. ^ J. K, Lee; H. H., Kung; L. F., Mockros (2008). "Microchannel Technologies for Artificial Lungs: (1) Theory". ASAIO Journal. 54 (4): 372–382. doi:10.1097/MAT.0b013e31817ed9e1. PMID 18645354. S2CID 19505655.
  9. ^ Alberts, Bruce (2002). "The Diversity of Genomes and the Tree of Life". Molecular Biology of the Cell, 4th edition. New York: Garland Science. ISBN ISBN 0-8153-3218-1ISBN 0-8153-4072-9 Check |isbn= value: invalid character (bantuan).
  10. ^ Adam, John (2020-01-01). "What's Your Sphericity Index? Rationalizing Surface Area and Volume". Virginia Mathematics Teacher. 46 (2).
  11. ^ Okie, Jordan G. (March 2013). "General models for the spectra of surface area scaling strategies of cells and organisms: fractality, geometric dissimilitude, and internalization". The American Naturalist. 181 (3): 421–439. doi:10.1086/669150. ISSN 1537-5323. PMID 23448890. S2CID 23434720.