Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
СЖИМАЕМОСТЬ

СЖИМАЕМОСТЬ

СЖИМАЕМОСТЬ - способность вещества изменять свой объём под действиемвсестороннего давления. С. обладают все вещества. Если веществов процессе сжатия не испытывает хим., структурных и др. изменений, то привозвращении внеш. давления к исходному значению нач. объём восстанавливается. <Именно обратимое изменение занимаемого веществом объёма V под равномернымгидростатич. давлением р и наз. обычно С. (объёмной упругостью).Величину С. характеризует коэф. С.,к-рый выражает уменьшение единичного объёма (или плотности )тела при увеличении р на единицу:

где - изменения V и при изменении р на величину .- модуль объёмной у п р у г о с т и (модуль объёмного сжатия, объёмныймодуль); для твёрдых тел где Е - модуль Юнга (см. Модули упругости), G - модуль сдвига. <Для идеальных газов К = р при любой темп-ре Т. В общем случаеС. вещества, а следовательно, К и зависятот р и Т. Как правило,убывает при увеличении р и растёт с Т. Часто С. характеризуютотносит. плотностью , где - плотность при Т= 0 °С и р =1 атм.

Сжатие может происходить как при пост. Т (изотермически), таки с одноврем. разогревом сжимаемого тела (напр., в адиабатном процессе).В последнем случае значения К будут большими, чем при изотермич. <сжатии (для большинства твёрдых тел при обычной Т на неск. %).

Для оценки С. веществ в широком диапазоне р используют уравнениясостояния, выражающие связь между р, V и Т. ОпределяютС. непосредственно по изменению V под давлением (см. Пьезометр), изакустич. измерений скорости распространения упругих волн в веществе. Экспериментыв ударной волне позволяют установить зависимость между и р при максимальных экспериментально полученных давлениях. С. находяттакже из измерений параметров кристаллич. решётки под давлением, производимыхметодами рентгеновского структурного анализа. С. можно определитьизмеряя линейную деформацию твёрдого тела под гидростатич. давлением (пот. н. линейной С.). Для изотропного тела коэф. линейной С.

где L - линейный размер тела.

С. газов, будучи очень большой при р< 1 кбар, по мере приближенияих плотности к плотности жидкостей становится близкой к С. жидкостей. Последняяс ростом р уменьшается сначала резко, а затем меняется весьма мало:в интервале 6-12 кбар уменьшается примерно так же, как в интервале от 1атм (10~³ кбар) до 1 кбар (примерно в 2 раза), при 10-12 кбарсоставляет 5-10% от нач. значения. При 30-50 кбар модули К жидкостейпо порядку величины близки к К твёрдых тел. Для твёрдых тел при100 кбар . Для отд. веществ, напр. для щелочных металлов,,для большинства др. металлов 6-15%. Линейная С. анизотропных веществ зави

сит от кристаллография, направлений (во всяком случае, до давлений вдесятки кбар), причём вдоль направлений со слабым межатомным взаимодействиемона может в 8-10 раз превосходить С. по направлениям, вдоль к-рых в кристаллич. <решётке более сильная связь; изменение параметра решётки в этих направленияхв определ. интервале р может быть даже положительным (теллур, селен).С.- важнейшая характеристика вещества, к-рая позволяет судить о зависимостифиз. свойств от межатомных (межмолекулярных) расстояний. Знание С. газов(паров), жидкостей и твёрдых тел необходимо для расчёта работы тепловыхмашин, химико-технол. процессов, действия взрыва, аэро-и гидродинамич. <эффектов, наблюдающихся при движении с большими скоростями, и т. д.

Лит.: Варгафтик Н. Б., Справочник по теплофизическим свойствамгазов и жидкостей, 2 изд., М., 1972; Таблицы физических величин. Справочник, <под ред. И. К. Кикоина, М., 1976; см. также лит. при ст. Давление высокое. <Л. Д. Лившиц.