ДАВЛЕНИЕ

физ. величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к пов-сти) сил, с к-рыми одно тело действует на пов-сть другого. Д.-один из основных параметров состояния термодинамич. системы, входящий в уравнения состояния (вместе с т-рой и уд. объемом). При равномерном распределении сил вдоль пов-сти Д. ропределяется как сила F, действующая по нормали к пов-сти на площадь S: р = F/S. Если распределение сил по пов-сти неравномерно, рассматривают Д. в данной точке:

Единица Д. в системе СИ-паскаль (Па); 1 Па = 1 Н/м ². В кач-ве единиц Д. используют также бар, атмосферу и кгс/см ²; 0,1 МПа =1 бар = 1,0197 кгс/см ² = 0,98692 атм. Нормальное Д.-101325 Па.

При сжатии газов и жидкостей прилагаемая нагрузка распределяется в в-ве изотропно, т. е. Д. по всем направлениям одинаково (гидростатич. Д.). При сжатии твердых тел возникающие в объеме тела напряжения обычно распределяются неравномерно. В этом случае под Д. в данной точке понимают среднее арифметическое нормальных напряжений, действующих в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Д. условно делят на низкие, умеренные, высокие и сверхвысокие. Диапазон Д., наз. высокими, различен в разных областях науки и техники. В химии обычно высокими считают Д. свыше 100 МПа. Различают статические Д., существующие при длительных режимах сжатия, и динамические, действующие кратковременно, напр. при взрыве. Диапазон высоких Д., встречающихся в природе, весьма широк. Статич. Д., обусловленное гравитационным полем Земли, достигает в глубинах океана 100 МПа, в центре Земли-360 ГПа. На звездах (белые карлики) статич. Д. составляет 10¹⁰-10¹² ГПа. В пром-сти освоены статич. Д. 6-8 ГПа, в лаб. условиях достигнуто Д. 170 ГПа. Сжатие в-ва в статическом режиме может осуществляться при высоких температурах (~ 3000 К), а также при дополнительном наложении напряжений сдвига, вызывающих пластическую деформацию. Динамич. Д., при к-рых выполняются физ.-хим. исследования конденсированных систем, достигают 500 ГПа.

Д. до 1 ГПа обычно измеряют манометрами, свыше 1 ГПа-датчиками из сплавов металлов (напр., манганина), электрическое сопротивление которых зависит от Д.

Сведения о влиянии высоких Д. на физ.-хим. св-ва в-в появились в 19 в. Систематич. изучение поведения в-в при высоких Д. было начато в 20-х гг. 20 в. Основополагающие результаты в этой области были получены П. Бриджменом. В СССР аналогичные исследования были начаты в 30-е гг. Важную роль в развитии исследований физ. и хим. процессов сыграли работы Л. Ф. Верещагина с сотр. В данной статье рассматривается действие на в-во статич. Д.; о физ.-хим. исследованиях при динамич. Д. см. в ст. Взрыв, Ударных труб метод.

Влияние Д. на физ. св-ва в-в. Непосредственным результатом действия Д. является сжатие в-ва, т. е. изменение его объема вследствие изменения межатомных (межмолекулярных) расстояний. Способность в-ва изменять свой объем под действием Д. характеризуется сжимаемостью. С увеличением Д. плотность газов растет и при Д. порядка сотен МПа приближается к плотности жидкостей. При 1 ГПа плотность большинства жидкостей возрастает на 20-30% по сравнению с плотностью при нормальном Д. Для многих металлов при 10 ГПа плотность возрастает на 6-15%, для др. твердых тел-на 15-25%. Изменение объема жидкости или сильно сжатого газа в интервале Д. от нек-рого начального р ₀ до значения рм. б. описано ур-нием Тейта:

где 0 и V-объем в-ва при Д. р ₀ и р соотв., С и В-эмпирич. постоянные.

Вязкость жидкостей увеличивается с Д. (см. рис. 1). Ди-электрич. проницаемость в-ва обычно возрастает с Д., что обусловлено в основном изменением плотности. Для многих в-в зависимость от Д. удовлетворительно описывается ур-нием:

где и -диэлектрич. проницаемость при давлении ри 1 атм, Аи В-эмпирич. постоянные. Т-ры плавления t _пл подавляющего большинства в-в повышаются с Д. (см. рис. 2). Исключения-вода, Bi, Ga, Ge и нек-рые другие в-ва, плотность к-рых в твердой фазе ниже, чем в жидкой. Однако и у этих в-в по достижении Д. перехода твердой фазы с низкой плотностью в др. кристаллич. модификацию с плотностью большей, чем у жидкости, начинается рост t _пл с Д. Для описания зависимости t _пл от Д. широко используют ур-ние Саймона:

где р _тр и t _тр -давление и т-ра тройной точки в-ва, аи с-эмпирич. постоянные.

Под Д. твердые тела нередко претерпевают полиморфные переходы. Так, при 20