Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - сжимаемость тел
Сжимаемость тел
Одни только газообразные тела обладают свойством заметно изменять свой объем при изменении давления, которому они подвержены извне (см. Газы). В жидких и твердых телах даже значительное увеличение внешнего давления производит столь ничтожное уменьшение объема, что только при помощи особых приемов наблюдения оказывается возможным обнаружить это уменьшение. Но, как ни мала вообще С. жидких и твердых тел, она проявляется во всех телах. В природе нет ни одного тела, которое было бы абсолютно несжимаемым. Однако до 1761 г. ничего не знали о С. жидкостей и твердых тел. Только в этом году впервые удалось Кантону доказать опытом изменение объема воды и ртути при увеличении оказываемого на них внешнего давления. Весьма простой опыт Кантона дал возможность определить и величину коэффициента сжатия воды. Коэффициентом сжатия тела называется уменьшение объема этого тела, выраженное в долях первоначального объема и соответствующее увеличению давления, равномерно распределенного по поверхности тела, на единицу, причем обыкновенно за единицу давления принимается атмосфера, т. е. давление 1,033 кг на квадр. стм. Обозначая объем тела через V, увеличение давления через р, изменение объема тела через ΔV и коэффициент сжатия через K, мы имеем
K = —(ΔV/Vp) или ΔV = —KVp.
Кантон нашел, что для воды К = 0,000046. Это число весьма хорошо согласуется с результатами современных исследований. Кантон заметил, что на С. воды и ртути оказывает влияние температура, что с повышением температуры С. ртути увеличивается, а С. воды уменьшается. Это также вполне подтвердилось позднейшими изысканиями. Первые точные опыты по определению коэффициентов сжатия воды, ртути, стекла, меди и латуни принадлежат Реньо (1847 г.). По методу Реньо в 1851 г. Грасси произвел определение коэффициентов сжатия нескольких жидкостей. Наиболее полные исследования по этому вопросу были сделаны в последнее время Амага. Главнейшие выводы из произведенных опытов суть следующие.
1. Различные жидкости обладают весьма неодинаковыми коэффициентами сжатия. Так, например, при небольших давлениях p (несколько атмосфер)
----------------------------------------------------------------
| Для: | коэфф. сжатия |
|---------------------------------------------------------------|
| ртути при 4°С | K = 0,00000392 |
|---------------------------------------------------------------|
| воды при 0°С | K = 0,0000512 |
|---------------------------------------------------------------|
| хлороформа при 8,5° | K = 0,0000625 |
|---------------------------------------------------------------|
| алкоголя при 7,3° | K = 0,0000828 |
|---------------------------------------------------------------|
| эфира при 0° | K = 0,000111 |
----------------------------------------------------------------
2. Коэффициенты сжатия водяных растворов различных солей меньше коэффициента сжатия чистой воды. С увеличением концентрации раствора вообще уменьшается коэффициент сжатия.
3. Коэффициент сжатия какой бы то ни было жидкости не представляет собою постоянной величины. При увеличении давления на p атмосфер средний коэффициент сжатия, вычисляемый по формуле K = —(ΔV/ΔVp), уменьшается вместе с возрастанием величины р.
4. При возрастании давления коэффициенты сжатия различных жидкостей все более и более приближаются по величине друг к другу, т. е. с увеличением давления, оказываемого на жидкость, индивидуальные особенности жидкости в отношении С. мало-помалу исчезают. Нижеследующая таблица ясно иллюстрирует выводы 3-й и 4-й. В этой таблице помещены средние коэффициенты сжатия четырех жидкостей (при 0°), увеличенные в 1000000 раз, т. е. помещены величины К х 106, соответствующие указанным пределам давлений.
------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Давление. | Вода. | Сернистый | Алкоголь. | Эфир. |
| | | углерод. | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1— 500 атм. | 47,5 | 65,7 | 76,9 | 107,2 |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 500—1000 атм. | 41,6 | 52,7 | 56,6 | 70,8 |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1000—1500 атм. | 35,8 | 42,9 | 45,8 | 53,7 |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1500—2000 атм. | 32,4 | 36,7 | 38,5 | 45,2 |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2000—2500 атм. | 29,2 | 32,9 | 33,1 | 37,1 |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2500—3000 атм. | 26,1 | 29,9 | 28,4 | 31,7 |
------------------------------------------------------------------------------------------------------
5. Коэффициенты сжатия жидкостей изменяются с изменением температуры. Для всех исследованных жидкостей, за исключением воды, коэффициенты сжатия увеличиваются при повышении температуры. В воде наблюдается иное. При не особенно больших давлениях при нагревании от 0 до 50° С. воды постепенно уменьшается, и только при дальнейшем нагревании, т. е. при повышении температуры за 50°, коэффициент сжатия воды, как и у прочих жидкостей, увеличивается.
6. При весьма больших давлениях повышение температуры производит незначительное изменение в величине коэффициента сжатия.
Выводы 5 и 6 иллюстрируются нижеследующею таблицею, в которой содержатся величины Kх106 для эфира при различных температурах и при различных давлениях.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Давление | 0 | 20° | 50° | 100° | 198° |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 50—100 | 132,9 | 158,4 | 226,6 | 393,4 | — |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 200—300 | 108,8 | 125,0 | 150,4 | 240,8 | 564,5 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 500—600 | 83,5 | 93,1 | 110,5 | 146,4 | 244,1 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 900—1000 | 65,4 | 70,6 | 80,1 | 97,4 | 143,6 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2500—3000 | 31,7 | 33,8 | 36,6 | — | — |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7. Коэффициенты сжатия твердых тел вообще меньше коэффициентов сжатия жидкостей. Найдены следующие величины К х 106:
----------------------------------------------------
| Для стекла | 2,197 |
|--------------------------------------------------|
| Для меди | 0,857 |
|--------------------------------------------------|
| Для латуни | 0,953 |
|--------------------------------------------------|
| Для свинца | 2,761 |
|--------------------------------------------------|
| Для стали | 0,680 |
|--------------------------------------------------|
| Для горного хрусталя | 2,675 |
|--------------------------------------------------|
| Для топаза | 0,610 |
|--------------------------------------------------|
| Для каменной соли | 4,800 |
----------------------------------------------------
И. Боргман.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон
1890—1907
Вопрос-ответ:
