способность вещества изменять свой объём под действием всестороннего давления. С. обладают все вещества. Если вещество в процессе сжатия не испытывает химических, структурных и других изменений, то при возвращении внешнего давления к исходному значению начальный объём восстанавливается. У твёрдых тел, имеющих поры, трещины и другие неоднородности структуры, практически обратимая С. может наблюдаться только при достаточно высоком давлении (например, у горных пород при давлении большем 2-5 кбар ; 1 кбар 108 н/м2 ).
Обычно С. (объёмной упругостью) называется обратимое изменение занимаемого веществом объёма V под равномерным гидростатическим давлением р . Величину С. характеризует коэффициент С. (b, который выражает уменьшение единичного объёма тела при увеличении р на одну единицу: , где D V и Dr - изменения объёма V и плотности r при изменении р на величину D р . К 1/b называют модулем объёмной упругости (модулем объёмного сжатия, объёмным модулем), для твердых тел , где Е - модуль нормальной упругости ( Юнга модуль ), m - модуль сдвига. Для идеальных газов К р при любой температуре Т . В общем случае С. вещества, а следовательно К и b, зависит от р и Т . Как правило, b убывает при увеличении р и растет с Т . Часто С. характеризуют относит. плотностью d r/r0, где r0 - плотность при О |С и р 1 атм .
Сжатие может происходить как при постоянной температуре (изотермически), так и с одновременным разогревом сжимаемого тела (например, в адиабатном процессе). В последнем случае значения К будут большими, чем при изотермическом сжатии (для большинства твёрдых тел при обычной температуре - на несколько %).
Для оценки С. веществ в широком диапазоне давлений используют уравнения состояния, выражающие связь между р , V и Т . Определяют С. непосредственно по изменению объёма тел под давлением (см. Пьезометр ), из акустических измерений скорости распространения упругих волн в веществе, из экспериментов по ударному сжатию, дающих зависимость между r и р при максимальных полученных в эксперименте давлениях. С. находят также из измерений параметров кристаллической решётки под давлением, производимых методом рентгеновского структурного анализа . С. можно определить с помощью измерения линейной деформации твёрдого тела под гидростатическим давлением (по т. н. линейной С.). Для изотропного тела коэффициент линейной С. , где L - линейный размер тела.
С. газов, будучи очень большой при давлениях до 1 кбар , по мере приближения их плотности к плотности жидкостей становится близкой к С. жидкостей. Последняя с ростом р уменьшается сначала резко, а затем меняется весьма мало: в интервале 6-12 кбар b уменьшается примерно так же, как в интервале от 1 атм (10-3 кбар ) до 1 кбар (примерно в 2 раза), и при 10-12 кбар составляет 5-10% от начального значения. При 30-50 кбар модули К жидкостей по порядку величины близки к К твёрдых тел. Для твёрдых тел при 100 кбар Dr/r0 ' 15-25%. Для отдельных веществ, например щелочных металлов, Dr/r ~ 40%, для большинства др. металлов ~ 6-15%. Линейная С. анизотропных веществ зависит от кристаллографических направлений (во всяком случае, до давлений в десятки кбар ), причём вдоль направлений со слабым межатомным взаимодействием она может в 8-10 раз превосходить С. по направлениям, вдоль которых в кристаллической решётке имеет место более сильная связь; изменение параметра решётки в этих направлениях в определённом интервале р может быть даже положительным (теллур, селен). С. - важнейшая характеристика вещества, которая позволяет судить о зависимости физических свойств от межатомных (межмолекулярных) расстояний.
Знание С. газов (паров), жидкостей и твёрдых тел необходимо для расчёта работы тепловых машин, химико-технологических процессов, действия взрыва, аэро- и гидродинамических эффектов, наблюдающихся при движениях с большими скоростями, и т. д. Примеры С. различных веществ приведены в ст. Давление высокое .
Лит.: Варгафтик Н. Б., Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей, 2 изд., М., 1972; Справочник физических констант горных пород, [пер. с англ.], М., 1969, гл. 7; Физический энциклопедический словарь, т. 4, М., 1963 (ст. Сжимаемость). См. также лит. при статьях Давление высокое . Пьезометр .
Л. Д. Лившиц.