«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, то при возвращении внешнего давления к исходному значению начальный объём восстанавливается. У твёрдых тел, имеющих поры, трещины и другие неоднородности структуры, практически обратимая С. может наблюдаться только при достаточно высоком давлении (например, у горных пород при давлении большем 2—5 кбар; 1 кбар = 10⁸ н/м²).

Обычно С. (объёмной упругостью) называется обратимое изменение занимаемого веществом объёма V под равномерным гидростатическим давлением р. Величину С. характеризует коэффициент С. (β, который выражает уменьшение единичного объёма тела при увеличении р на одну единицу: V и Δρ — изменения объёма V и плотности ρ при изменении р на величину Δр. К = 1/β называют модулем объёмной упругости (модулем объёмного сжатия, объёмным модулем), для твердых тел Е — модуль нормальной упругости (Юнга модуль), μ — модуль сдвига. Для идеальных газов К = р при любой температуре Т. В общем случае С. вещества, а следовательно К и β, зависит от р и Т. Как правило, β убывает при увеличении р и растет с Т. Часто С. характеризуют относит. плотностью δ = ρ/ρ₀, где ρ₀ — плотность при О °С и р = 1 атм.

Сжатие может происходить как при постоянной температуре (изотермически), так и с одновременным разогревом сжимаемого тела (например, в адиабатном процессе). В последнем случае значения К будут большими, чем при изотермическом сжатии (для большинства твёрдых тел при обычной температуре — на несколько %).

Для оценки С. веществ в широком диапазоне давлений используют уравнения состояния, выражающие связь между р, V и Т. Определяют С. непосредственно по изменению объёма тел под давлением (см. Пьезометр), из акустических измерений скорости распространения упругих волн в веществе, из экспериментов по ударному сжатию, дающих зависимость между ρ и р при максимальных полученных в эксперименте давлениях. С. находят также из измерений параметров кристаллической решётки под давлением, производимых методом рентгеновского структурного анализа (См. Рентгеновский структурный анализ). С. можно определить с помощью измерения линейной деформации твёрдого тела под гидростатическим давлением (по т. н. линейной С.). Для изотропного тела коэффициент линейной С. L — линейный размер тела.

С. газов, будучи очень большой при давлениях до 1 кбар, по мере приближения их плотности к плотности жидкостей становится близкой к С. жидкостей. Последняя с ростом р уменьшается сначала резко, а затем меняется весьма мало: в интервале 6—12 кбар β уменьшается примерно так же, как в интервале от 1 атм (10^-3 кбар) до 1 кбар (примерно в 2 раза), и при 10—12 кбар составляет 5—10% от начального значения. При 30—50 кбар модули К жидкостей по порядку величины близки к К твёрдых тел. Для твёрдых тел при 100 кбар Δρ/ρ₀ 15—25%. Для отдельных веществ, например щелочных металлов, Δρ/ρ Сжимаемость 40%, для большинства др. металлов Сжимаемость 6—15%. Линейная С. анизотропных веществ зависит от кристаллографических направлений (во всяком случае, до давлений в десятки кбар), причём вдоль направлений со слабым межатомным взаимодействием она может в 8—10 раз превосходить С. по направлениям, вдоль которых в кристаллической решётке имеет место более сильная связь; изменение параметра решётки в этих направлениях в определённом интервале р может быть даже положительным (теллур, селен). С. — важнейшая характеристика вещества, которая позволяет судить о зависимости физических свойств от межатомных (межмолекулярных) расстояний.

Знание С. газов (паров), жидкостей и твёрдых тел необходимо для расчёта работы тепловых машин, химико-технологических процессов, действия взрыва, аэро- и гидродинамических эффектов, наблюдающихся при движениях с большими скоростями, и т. д. Примеры С. различных веществ приведены в ст. Давление высокое.

Лит.: Варгафтик Н. Б., Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей, 2 изд., М., 1972; Справочник физических констант горных пород, [пер. с англ.], М., 1969, гл. 7; Физический энциклопедический словарь, т. 4, М., 1963 (ст. Сжимаемость). См. также лит. при статьях Давление высокое. Пьезометр.

Л. Д. Лившиц.

1. сжима́емость;
2. сжима́емости;
3. сжима́емости;
4. сжима́емостей;
5. сжима́емости;
6. сжима́емостям;
7. сжима́емость;
8. сжима́емости;
9. сжима́емостью;
10. сжима́емостями;
11. сжима́емости;
12. сжима́емостях.

-и, ж.

Обратимое изменение объема тел под действием всестороннего давления.

Сжимаемость воздуха. Сжимаемость грунта.

СЖИМА́ЕМОСТЬ, сжимаемости, мн. нет, жен. (спец.). Способность сжиматься. Сжимаемость воздуха.

ж.

Способность вещества сжиматься, уменьшать свой объем под действием внешнего давления.

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.

Compressibility — Сжимаемость.

(1) Способность порошка быть сформованным в компакты, имеющие четкие контуры и структурную устойчивость при данной температуре и давлении; критерий пластичности составляющих частиц порошка. (2) Коэффициент плотности, определенный при условиях испытания.

жен. condensability, compressibilitycompressibility

(мякиша хлеба) body

f.compressibility, condensability, contractibility

сжимаемость ж физ. Komprimierbarkeit f; Kompressibilität f

ж физ.

Komprimierbarkeit f; Kompressibilität f

ж.

compressibilité f

ж.

compresibilidad f

ж.

condensabilità, compressibilità

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. объём восстанавливается. Именно обратимое изменение занимаемого в-вом объёма V под равномерным гидростатич. давлением р и наз. обычно С. (объёмной упругостью). Величину С. характеризует коэфф. С. b, к-рый выражает уменьшение единичного объёма (или плотности r) тела при увеличении р на единицу: b=-(1/V)(DV/Dp)=1/r(Dr/Dp), где DV и Dr — изменения V и r при изменении р на величину Dp. K=1/b — модуль объёмной упругости (модуль объёмного сжатия, объёмный модуль), для тв. тел К=EG/3(3G-E), где E - Юнга модуль, G — модуль сдвига. Для идеальных газов К=р при любой темп-ре Т. В общем случае С. в-ва, а следовательно, К и b зависят от р и Т. Как правило, b убывает при увеличении р и растёт с Т. Часто С. характеризуют относит. плотностью d = r/r0, где r0 — плотность при T=0°С и р=1 атм.

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

Для оценки С. в-в в широком диапазоне р используют уравнения состояния, выражающие связь между р, V и Т. Определяют С. непосредственно по изменению V под давлением (см. ПЬЕЗОМЕТР), из акустич. измерений скорости распространения упругих волн в в-ве. Эксперименты в ударной волне позволяют установить зависимость между r и р при макс. эксперим. полученных давлениях. С. находят также из измерений параметров крист. решётки под давлением, производимых методами рентгеновского структурного анализа. С. можно определить, измеряя линейную деформацию твёрдого тела под гидростатич. давлением (по т. н. линейной С.). Для изотропного тела коэфф.

линейной С. (1/L)(DL/Dp) »1/3b, где L — линейный размер тела.

С. газов, будучи очень большой при р<1 кбар, по мере приближения их плотности к плотности жидкостей становится близкой к С. жидкостей. Последняя с ростом р уменьшается сначала резко, а затем меняется весьма мало: в интервале 6—12 кбар b уменьшается примерно так же, как в интервале от 1 атм (10-3 кбар) до 1 кбар (примерно в 2 раза), и при 10—12 кбар составляет 5—10% от начального значения. При 30—50 кбар модули К жидкостей по порядку величины близки к К твёрдых тел. Для твёрдых тел при 100 кбар Dr/r0»15—25%. Для отдельных в-в, напр. для щелочных металлов, Dr/r=40%, для большинства др. металлов — =6—15%. Линейная С. анизотропных в-в зависит от кристаллографич. направлений (во всяком случае до давлений в десятки кбар), причём вдоль направлений со слабым межатомным взаимодействием она может в 8—10 раз превосходить С. по направлениям, вдоль к-рых в крист. решётке имеет место более сильная связь; изменение параметра решётки в этих направлениях в определённом интервале р может быть даже положительным (теллур, селен). С.— важнейшая характеристика в-ва, к-рая позволяет судить о зависимости физ. «в-в от межатомных (межмолекулярных) расстояний.

Знание С. газов (паров), жидкостей и твёрдых тел необходимо для расчёта работы тепловых машин, химико-технологич. процессов, действия взрыва, аэро- и гидродинамич. эффектов, наблюдающихся при движении с большими скоростями, и т. д.

(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.

СЖИМА́ЕМОСТЬ -и; ж. чего. Спец. Способность, свойство вещества сжиматься, уменьшать свой объём под воздействием внешнего давления. С. воздуха. С. грунта.

* * *

обратимое изменение объёма тел под действием всестороннего давления. Количественно сжимаемость описывается относительным уменьшением объёма при возрастании давления на единицу. Различают изотермические, адиабатические и другие виды сжимаемости.

* * *

СЖИМА́ЕМОСТЬ, 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.

горных пород (a.compressibility of rocks; н.Zusammendruckbarkeit der Gesteine, Kompressibilitat des Gebirges; ф.compressibilite des roches; и.compresibilidad de rocas) - способность горн. пород изменять свой объём под воздействием всестороннего давления. Pазличают 2 вида C. горн. пород - обратимую и необратимую. Oбратимая C. (объёмная упругость) зависит от температуры, характеризуется коэфф. сжимаемости β_т, и определяется их упругими свойствами. Hеобратимая C. горн. пород связана c необратимыми неупругими процессами деформации.Литература: Cправочник физических констант горных пород, пер. c англ., M., 1969; Cправочник (кадастр) физических свойств горных пород, M., 1975.

объёмная упругость, - способность твёрдых, жидких и газообразных тел под действием всестороннего внеш. давления изменять свой объём обратимым образом, т. е. так, чтобы после прекращения действия внеш. давления восстанавливался первонач. объём тела. Хар-ками С. служат: модуль объёмной упругости К = V(dp/dV) и коэффициент сжимаемости к = -(l/V)(dV/dp) = 1/К, где V - объём тела, р - внеш. давление.

СЖИМАЕМОСТЬ — способность твёрдых, жидких и газообразных тел обратимо изменять свой объём под действием всестороннего давления. Если вещество в процессе сжатия (см. (1)) не испытывает хим., структурных и др. изменений, то после прекращения внешних воздействий оно возвращается к исходному объёму (объёмная упругость). Знание теории С. необходимо для расчётов работы тепловых машин, химико-технологических процессов, действия взрыва (см.), аэро- и гидродинамических явлений, наблюдающихся при движении с большими скоростями.