Сжимаемость

(объемная упругость), способность в-ва обратимо изменять свой объем под действием равномерного всестороннего давления. Характеризуется коэффициентом С. B, определяемым как относит. Изменение объема V(или плотности р) в-ва с изменением давления р. где DV и Dr-изменения Vир при изменении рна Dp. Величину, обратную b, наз. Модулем объемной упругости к. Для твердых тел x = EG/3(3G Ч E), где E-модуль Юнга, G- модуль сдвига (см. Механические свойства). Для идеального газа x = рпри любой т-ре. В общем случае С. В-ва и, следовательно, значения b и к зависят от т-ры Т и давления р, причем, как правило, b уменьшается с ростом р и увеличивается с повышением Т. На практике для характеристики С. Часто пользуются относит.

Плотностью d = r/r0, где r0 -плотность в-ва при нормальных условиях (273К, 98 кПа). Величины b, получаемые при изотермич. Сжатии, обычно превышают значения, полученные в условиях адиабатич. Сжатия (для твердых тел при нормальной т-ре на неск. %). С. Оценивают из уравнений состояния, выражающих взаимосвязь давления p, объема Vи т-ры Т, и определяют либо непосредственно по изменению Vпри всестороннем сжатии, либо косвенно-по данным о скорости распространения упругих волн в в-ве 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. где L-линейный размер тела. Линейная С. Анизотропных в-в различается по направлениям (вплоть до давлений в десятки ГПа), причем С. По направлениям, характеризуемым слабым межатомным взаимод., может значительно превосходить С. По направлениям, вдоль к-рых в кристаллич. Решетке имеет место сильное взаимодействие. В общем случае С. Есть симметричный тензор. При записи ур-ний состояния часто используют величину Z = pV/RT, наз. Фактором сжимаемости. Критической С. Наз. Величину Z кr, получаемую при использовании критич. Параметров p кр, V кр, Т кр (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 ур-нием Тэйта. где V0 и V- объемы при давлениях р 0 и рсоотв., Ви С-эм-пирич. Постоянные, причем Взависит от т-ры, а Спрактически не зависит ни от т-ры, ни от давления. С ростом давления С. Жидкостей вначале довольно резко уменьшается, а затем изменяется крайне незначительно. Так, коэф. B 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. B приближается к значениям, характерным для С. Жидкости. Знание С. В-ва позволяет судить о зависимости физ. Св-в от межатомных (межмолекулярных) расстояний. Данные по С. Используют в расчетах хим. Равновесий р-ций в смесях газов, системах газ-жидкость и газ-твердое тело. С. В-в 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.