Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


СЖИМАЕМОСТЬ

СЖИМАЕМОСТЬ (объемная упругость), способность в-ва обратимо изменять свой объем под действием равномерного всестороннего давления. Характеризуется коэффициентом сжимаемости b, определяемым как относит. изменение объема V (или плотности р) в-ва с изменением давления р:

4067-3.jpg

где DV и Dr-изменения V ир при изменении р на Dp. Величину, обратную b, 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 т-ре. В общем случае сжимаемость 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 сжимаемости 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. %).

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

4067-4.jpg

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

Сжимаемость 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%, сжимаемость жидкостей при давлениях до примерно 1 ГПа описывается с удовлетворит. точностью ур-нием Тэйта:

4067-5.jpg

где V0 и V-объемы при давлениях р0 и р соотв., В и С-эм-пирич: постоянные, причем В зависит от т-ры, а С практически не зависит ни от т-ры, ни от давления. С ростом давления сжимаемость 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 сжимаемости жидкостей близки к значениям, типичным для твердых тел.

Сжимаемость 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 сжимаемости жидкости.

Знание сжимаемости в-ва позволяет судить о зависимости физ. св-в от межатомных (межмолекулярных) расстояний. Данные по сжимаемости используют в расчетах хим. равновесий р-ций в смесях газов, системах газ-жидкость и газ-твердое тело. Сжимаемость 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.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн