Уравнения состояния |
---|
Статья является частью серии «Термодинамика». |
Уравнение состояния идеального газа |
Уравнение Ван-дер-Ваальса |
Уравнение Дитеричи |
Разделы термодинамики |
Начала термодинамики |
Уравнение состояния |
Термодинамические величины |
Термодинамические потенциалы |
Термодинамические циклы |
Фазовые переходы |
править |
Уравнение состояния — уравнение, связывающее между собой термодинамические (макроскопические) параметры системы, такие, как температура, давление, объём, химический потенциал и др. Уравнение состояния можно написать всегда, когда можно применять термодинамическое описание явлений. При этом реальные уравнения состояний реальных веществ могут быть крайне сложными.
Уравнение состояния системы не содержится в постулатах термодинамики и не может быть выведено из неё. Оно должно быть взято со стороны (из опыта или из модели, созданной в рамках статистической физики). Термодинамика же не рассматривает вопросы внутреннего устройства вещества.
Заметим, что соотношения, задаваемые уравнением состояния, справедливы только для состояний термодинамического равновесия.
Виды уравнений состояния[]
Термическое уравнение состояния[]
Термическое уравнение состояния связывает макроскопические параметры системы. Для системы с постоянным числом частиц его общий вид можно записать так:
- .
То есть, задать термическое уравнение состояния значит конкретизировать вид функции .
Калорическое уравнение состояния[]
Калорическое уравнение состояния показывает, как внутренняя энергия выражается через давление, объем и температуру. Для системы с постоянным числом частиц оно выглядит так:
- ,
или, учитывая, что давление можно выразить из термического уравнения,
- .
Каноническое уравнение состояния[]
Основная статья: Термодинамические потенциалы.
Каноническое уравнение представляет собой выражение для одного из термодинамических потенциалов (внутренней энергии, энтальпии, свободной энергии или потенциала Гиббса) через независимые переменные, относительно которых записывается его полный дифференциал.
- (для внутренней энергии),
- (для энтальпии),
- (для свободной энергии),
- (для потенциала Гиббса).
Каноническое уравнение, независимо от того, в каком из этих четырех видов оно представлено, содержит полную информацию о термических и калорических свойствах термодинамической системы.
См. также[]
- Термодинамическое равновесие
- Уравнение состояния идеального газа
- Уравнение Ван-дер-Ваальса
- Уравнение Дитеричи
Литература[]
- Сивухин Д.В. Термодинамика и молекулярная физика. - 1975.
- Страница 0 - краткая статья
- Страница 1 - энциклопедическая статья
- Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
- Прошу вносить вашу информацию в «Уравнение состояния 1», чтобы сохранить ее