|
|
Объёмное сжатие жидкостей и газов. Модуль объёмного сжатия жидкости. Изотермическая и адиабатическая сжимаемость газов.
Сжимаемость - свойство жидкостей изменять объем при изменении давления - характеризуется коэффициентом объемного сжатия (сжимаемости) рп, Па-1, представляющим собой относительное изменение объема жидкости ΔΩ / Ω(м3/м3) при приращении давления ΔР (Па) па единицу:
Знак «-» в формуле указывает, что при увеличении давления объем жидкости уменьшается. По закону изменения параметров состояния жидкости различают изотермическую и адиабатическую сжимаемость. Учитывая, что при неизменной массе
получим
Коэффициент объемного сжатия
Или
Отсюда
Соотношение (8) представляет собой закон Гука для жидкостей в условиях всестороннего сжатия. Величина модуля упругости Е0 зависит от температуры и давления, поэтому жидкости не точно «следуют» закону Гука. В табл. 2 даны значения модуля упругости воды Е0 при различной ее температуре (диапазон давлений - от нормального до 50 атм). Модуль упругости минеральных масел, используемых в механизмах с гидравлическим приводом, при t — 20 °С составляет 1,35-1,75 ГПа (меньшее значение относится к более легкому маслу), бензина и керосина - приблизительно 1,3 ГПа, глицерина - 4,4 ГПа, ртути - в среднем 3,2 ГПа. Глинистые растворы, применяемые при бурении, имеют Ео = 2,5 ГПа. Таблица 2 Значения модуля упругости воды
Сжимаемость воды весьма незначительна. При увеличении давления на 9,81 МПа объем воды уменьшается на 0,0005 % первоначального объема. В то же время сжимаемость воды примерно в 100 раз больше сжимаемости стали. Как правило, воду считают несжимаемой средой. Но не следует забывать, что такое допущение правомерно лишь в тех случаях, когда изменения давления невелики. Так, сжимаемость воды существенно сказывается на положении уровня водной поверхности Мирового океана. Если бы вода была абсолютно несжимаемой, то отметки уровня воды в океанах поднялись бы примерно на 30 м. В практике эксплуатации гидравлических систем отмечаются случаи, когда вследствие действия того или иного возмущения (например, резкое закрытие или открытие запорного устройства в трубопроводе) в жидкости значительно изменяется давление. В таких случаях пренебрежение сжимаемостью жидкости приводит к существенным погрешностям. Поскольку в безграничной однородной жидкости или в объеме, ограниченном абсолютно жесткими стенками, скорость распространения звука
то с учетом соотношения
Если допустить, что жидкость несжимаема, Величина коэффициента сжимаемости зависит от того, в каком процессе происходит происходит сжатие вещества. Так, например, процесс может быть изотермическим, но может происходить и с изменением температуры. Соответственно, для различных процессов в рассмотрение вводят различные коэффициенты сжимаемости. Для изотермического процесса вводят изотермический коэффициент сжимаемости, который определяется следующей формулой:
где индекс T обозначает, что частная производная берётся при постоянной температуре. Для адиабаческого процесса вводят адиабатический коэффициент сжимаемости, определяемый следующим образом: где S обозначает энтропию (адиабатический процесс протекает при постоянной энтропии). Для твёрдых веществ различиями между этими двумя коэффициентами обычно можно пренебрегать. Понятие энтропии было впервые введено в 1865 году Рудольфом Клаузиусом. Он определил изменение энтропии термодинамической системы при обратимом процессе как отношение общего количества тепла
Например, при температуре 0 °C, вода может находиться в жидком состоянии и при незначительном внешнем воздействии начинает быстро превращаться в лед, выделяя при этом некоторое количество теплоты. При этом температура вещества так и остается 0 °C. Изменяется состояние вещества, сопровождающееся выделением тепла, вследствие изменения структуры. Рудольф Клаузиус дал величине Эта формула применима только для изотермического процесса (происходящего при постоянной температуре)
  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
= 
определяет также относительное изменение плотности жидкости при изменении давления на единицу. Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, называется модулем упругости жидкости {Е 0, Па):
0, то с 
. Следовательно, при достаточно большом объеме жидкости или достаточно быстром изменении давления использование в расчетах значения с —> 
к величине абсолютной температуры 
:
.
имя «энтропия», происходящее от греческого слова τρoπή, «изменение» (изменение, превращение, преобразование). Данное равенство относится к изменению энтропии, не определяя полностью саму энтропию.