Стисливість

Сти́сливість — фізична величина, що характеризує відносну зміну об'єму речовини (газу, рідини або твердого тіла) під тиском. Значною стисливістю характеризуються газоподібні тіла, меншою — рідини, найменшою — тверді тіла.

Вимірюється в обернених Паскалях.

Опис

Стисливість пов'язана зі зміною внутрішніх сил у речовині при зміні її об'єму. Стисливість пов'язана з кінетикою молекул, з відштовхуванням електронних оболонок атомів, зі зміною енергії коливань атомів (ядер) при значному зменшенні об'єму й тепловими збудженнями електронів при нагріванні. Стисливість описується модулем об'ємного стискання.

Зміна об'єму речовини залежить від умов, в яких проходить стискання. Якщо речовину стискати швидко, обмін теплом з навколишнім середовищем не встигає відбутися й речовина нагрівається. При повільному стисканні, коли речовина встигає віддати тепло навколишньому середовищу, температура залишається сталою. Тому розрізняють адіабатичну стисливість

${\beta }_S=-\frac{1}{V}{\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)}_S$

і ізотермічну стисливість

${\beta }_T=-\frac{1}{V}{\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)}_T$,

де V — об'єм, P — тиск, S — ентропія, T — температура.

Адіабатична стисливість завжди менша від ізотермічної. Справедливе співвідношення

${\beta }_S=\frac{C_V}{C_P}{\beta }_T$,

де $C_V$ — теплоємність при сталому об'ємі, $C_P$ — теплоємність при сталому тиску. Різниця між адіабатичною й ізотермічною стисливостями суттєва для газів. Для твердих тіл та рідин вона незначна.

Обернена до стисливості величина називається модулем всебічного стиску.

Ідеальний газ

Для ідеального газу ізотермічна стисливість

${\beta }_T=-\frac{1}{V}{\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)}_T=\frac{1}{P}$,

а адіабатична стисливість

${\beta }_S=-\frac{1}{V}{\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)}_S=\frac{3}{5P}$.

Коефіцієнт надстисливості

Див. основну статтю: Коефіцієнт стисливості газу

Файл:Коефіцієнт надстисливості.png

Залежність коефіцієнтів надстисливості природних газів від тиску

Відхилення даного газу від ідеального і характеризується коефіцієнтом надстисливості. Для опису рівнянь стану реальних газів в рівняння ідеального газу вводиться один коефіцієнт z, який враховує відхилення даного газу від ідеального і називається коефіцієнтом надстисливості, а саме модифіковане рівняння називають узагальненим газовим законом:

p = zρRT

де:

• p — абсолютний тиск,
• T — абсолютна температура,
• R — універсальна газова стала,
• ρ — густина частинок, тобто кількість частинок в одиниці об'єму
• z — коефіцієнт надстисливості.

Див. також

• Стисливість гірських порід
• Стисливість води

Джерела

• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Світлий Ю. Г., Білецький В. С. Гідравлічний транспорт (монографія). — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2009. — 436 с. ISBN 978-966-317-038-1
• Шаблон:МГЕ