Стисливість

Сти́сливість або об'ємна стисливість^[4] — властивість речовини змінювати свій об'єм під дією всебічного рівномірного зовнішнього тиску, що характеризується відносною зміною об'єму речовини (газу, рідини або твердого тіла), яка припадає на одиницю зміни тиску, що його спричинила. Значною стисливістю характеризуються газоподібні тіла, меншою — рідини, найменшою — тверді тіла.

Стисливість
Досліджується в	термодинаміка
Розмірність	${\displaystyle {\mathsf {L}}{\mathsf {M}}^{-1}{\mathsf {T}}^{2}}$
Формула	${\displaystyle \varkappa =-{\frac {1}{V}}{\frac {\mathrm {d} V}{\mathrm {d} p}}}$[1][2]
Позначення у формулі	${\displaystyle \varkappa }$, ${\displaystyle V}$ і ${\displaystyle p}$
Символ величини (LaTeX)	${\displaystyle \varkappa }$[1][2]
Рекомендована одиниця вимірювання	обернений паскальd[2][3] і metre square second per kilogramd[2]
Протилежне	модуль всебічного стиску і incompressibilityd
Стисливість у Вікісховищі

Вимірюється в обернених паскалях (Па^-1).

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

${\displaystyle \beta _{S}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{S}}$

і ізотермічну стисливість

${\displaystyle \beta _{T}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{T}}$,

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

Адіабатична стисливість завжди менша від ізотермічної. Справедливе співвідношення

${\displaystyle \beta _{S}={\frac {C_{V}}{C_{p}}}\beta _{T}}$,

де ${\displaystyle C_{V}}$ — теплоємність при сталому об'ємі, ${\displaystyle C_{p}}$ — 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

${\displaystyle \beta _{T}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{T}={\frac {1}{p}}}$,

а адіабатична стисливість

${\displaystyle \beta _{S}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{S}={\frac {3}{5p}}}$.

Коефіцієнт надстисливості

Див. основну статтю: Коефіцієнт стисливості газу

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