Сжимаемость жидких металлов в точке плавления
Сжимаемость, или объемная упругость, есть обратимое уменьшение объема вещества под действием всестороннего давления. Количественно сжимаемость характеризуется величиной $k$, $Па^{-1}$,
$k = - \frac{1}{V} \left ( \frac{ \partial V}{ \partial p} \right ) = \frac{1}{ \rho } \left ( \frac{ \partial \rho }{ \partial p} \right )$,
где $V$ - объем, $м^{3}$; $p$ - давление, Па; $\rho$ - плотность, $кг \cdot м^{-3}$. Употребляются также термины - коэффициент сжимаемости, несжимаемость, коэффициент несжимаемости. Величина, обратная сжимаемости, называется модулем объемной упругости $K$, Па, $K = \frac{1}{k}$ (модуль всестороннего сжатия, модуль сжимаемости, модуль несжимаемости).
Различают изотермическую $k_{T}$ и адиабатическую $k_{S}$ сжимаемости, которые связаны между собой соотношением
$k_{T} = \frac{c_{p} }{c_{V} } k_{S} = k_{S} + \frac{T \alpha^{2} }{c_{p} \rho }$,
где $c_{p}$ и $c_{V}$ - удельные теплоемкости при постоянных давлении и объеме, $Дж \cdot кг^{-1} \cdot град^{-1}$; $T$ - температура, $K$; $\alpha$ - объемный коэффициент теплового расширения, $K^{-1}$. Для твердых тел при комнатной температуре различие между $k_{T}$ и $k_{S}$ обычно не превосходит нескольких процентов.
Металл |
kS, 10⁻¹² Па⁻¹ |
kT 10⁻¹² Па⁻¹ |
Барий |
170 |
179 |
Висмут |
36,5 |
- |
Г аллий |
21,6 |
- |
Индий |
28,6 |
- |
Иттербий |
99,1 |
116,9 |
Кадмий |
25,5 |
- |
Кальций |
82,7 |
110 |
Лантан |
41,0 |
42,4 |
Магний |
38,1 |
50,6 |
Натрий |
175 |
- |
Олово |
27,5 |
- |
Празеодим |
40,8 |
41,7 |
Ртуть |
9,2 |
- |
Рубидий |
421 |
- |
Свинец |
28,8 |
- |
Стронций |
116 |
131 |
Цезий |
573 |
- |
Церий |
52,2 |
53,0 |
Цинк |
19,2 |
- |