сжимаемость

СЖИМАЕМОСТЬ (объемная упругость)

способность вещества обратимо изменять свой объем под действием равномерного всестороннего давления. Характеризуется коэффициентом С. β, определяемым как относит. изменение объема V (или плотности р) вещества с изменением давления р:

сжимаемость

где ΔV и Δρ-изменения V ир при изменении р на Δp. Величину, обратную β, наз. модулем объемной упругости к. Для твердых тел x = EG/3(3G — E), где E — модуль Юнга, G- модуль сдвига (см. механические свойства). Для идеального газа x = р при любой температуре. В общем случае С. вещества и, следовательно, значения β и к зависят от температуры Т и давления р, причем, как правило, β уменьшается с ростом р и увеличивается с повышением Т.

На практике для характеристики С. часто пользуются относит. плотностью d = ρ/ρ0, где ρ0-плотность вещества при нормальных условиях (273К, 98 кПа). Величины β, получаемые при изотермич. сжатии, обычно превышают значения, полученные в условиях адиабатич. сжатия (для твердых тел при нормальной температуре на неск. %).

С. оценивают из уравнений состояния, выражающих взаимосвязь давления p, объема V и температуры Т, и определяют либо непосредственно по изменению V при всестороннем сжатии, либо косвенно-по данным о скорости распространения упругих волн в веществе или из измерений параметра кристаллич. решетки под действием всестороннего давления. С. однородного и изотропного твердого тела, подвергаемого всестороннему равномерному сжатию, можно определить посредством измерения его линейной деформации, т. е. линейной С., связанной с коэф. объемной С. соотношением:

сжимаемость. Рис. 2

где L — линейный размер тела. Линейная С. анизотропных веществ различается по направлениям (вплоть до давлений в десятки ГПа), причем С. по направлениям, характеризуемым слабым межатомным взаимод., может значительно превосходить С. по направлениям, вдоль которых в кристаллич. решетке имеет место сильное взаимодействие. В общем случае С. есть симметричный тензор. При записи уравнений состояния часто используют величину Z = pV/RT, наз. фактором сжимаемости; критической С. наз. величину Zкρ, получаемую при использовании критич. параметров pкр, Vкр, Ткр (R-газовая постоянная).

С. большинства твердых тел при давлениях порядка 10 ГПа характеризуется значением d ! 15–20%, в то время как для щелочных металлов в тех же условиях d ! 40%, а для большинства др. металлов d ! 6–15%, С. жидкостей при давлениях до примерно 1 ГПа описывается с удовлетворит. точностью уравнением Тэйта:

сжимаемость. Рис. 3

где V0 и V-объемы при давлениях р0 и р соотв., В и С-эм-пирич: постоянные, причем В зависит от температуры, а С практически не зависит ни от температуры, ни от давления. С ростом давления С. жидкостей вначале довольно резко уменьшается, а затем изменяется крайне незначительно. Так, коэф. β уменьшается в интервалах давлений 0,6–1,2 ГПа и 0,1–100 МПа приблизительно вдвое; при давлении порядка 1,5 ГПа он составляет 5–10% от исходной величины. В области давлений 30–40 ГПа модули С. жидкостей близки к значениям, типичным для твердых тел.

С. газов с ростом давления остается весьма значительной вплоть до давления ок. 0,1 ГПа, по мере приближения плотности сжимаемого газа к плотности жидкости коэф. β приближается к значениям, характерным для С. жидкости.

Знание С. вещества позволяет судить о зависимости физ. свойств от межатомных (межмолекулярных) расстояний. Данные по С. используют в расчетах хим. равновесий реакций в смесях газов, системах газ-жидкость и газ-твердое тело. С. веществ важна в исследованиях работы тепловых машин, эффектов, наблюдаемых при движении твердых тел с большими скоростями в газах и жидкостях, при взрыве и т. п.

Лит.: Гоникберг М. Г., Химическое равновесие и скорость реакции при высоких давлениях, 3 изд., М., 1969; Попова С. В., Бенделиани. H. А., Высокие давления, М., 1974; Циклис Д. С., Плотные газы, М., 1977.

А. А. Овсянников

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. СЖИМАЕМОСТЬ — Способность в-ва изменять свой объём под действием всестороннего давления. С. обладают все в-ва. Если в-во в процессе сжатия не испытывает хим., структурных и др. изменений, то при возвращении внеш. давления к исходному значению нач. Физический энциклопедический словарь
  2. Сжимаемость — Способность вещества изменять свой объём под действием всестороннего давления. С. обладают все вещества. Если вещество в процессе сжатия не испытывает химических, структурных и других изменений... Большая советская энциклопедия
  3. сжимаемость — -и, ж. Обратимое изменение объема тел под действием всестороннего давления. Сжимаемость воздуха. Сжимаемость грунта. Малый академический словарь
  4. сжимаемость — С/жим/а́/ем/ость/. Морфемно-орфографический словарь
  5. сжимаемость — орф. сжимаемость, -и Орфографический словарь Лопатина
  6. Сжимаемость — Горных пород (a. compressibility of rocks; н. Zusammendruckbarkeit der Gesteine, Kompressibilitat des Gebirges; ф. compressibilite des roches; и. compresibilidad de rocas) — способность горн. Горная энциклопедия
  7. сжимаемость — СЖИМАЕМОСТЬ -и; ж. чего. Спец. Способность, свойство вещества сжиматься, уменьшать свой объём под воздействием внешнего давления. С. воздуха. С. грунта. Толковый словарь Кузнецова
  8. сжимаемость — СЖИМ’АЕМОСТЬ, сжимаемости, мн. нет, ·жен. (спец.). Способность сжиматься. Сжимаемость воздуха. Толковый словарь Ушакова
  9. сжимаемость — См. сжимать Толковый словарь Даля
  10. СЖИМАЕМОСТЬ — СЖИМАЕМОСТЬ — обратимое изменение объема тел под действием всестороннего давления. Количественно сжимаемость описывается относительным изменением удельного (мольного) объема при возрастании давления. Различают изометрический, адиабатический и др. виды сжимаемости. Большой энциклопедический словарь
  11. сжимаемость — сжимаемость ж. Способность вещества сжиматься, уменьшать свой объем под действием внешнего давления. Толковый словарь Ефремовой