Уравнение состояния это:

Уравнение состояния
        связывает давление р, объём V и температуру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического (См. Равновесие термодинамическое): f (p, V, Т) = 0. Это уравнение называется термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутреннюю энергию (См. Внутренняя энергия) системы U как функцию какого-либо двух из трёх параметров р, V, Т. Термическое У. с. позволяет выразить давление через объём и температуру р = p (V, Т) и определить элементарную работу δA = = pδV при бесконечно малом расширении системы δV. У. с. является необходимым дополнением к термодинамическим законам, которое делает возможным их применение к реальным веществам. Оно не может быть выведено с помощью одних только законов термодинамики (См. Термодинамика), а определяется или рассчитывается теоретически на основе представлений о строении вещества методами статистической физики (См. Статистическая физика). Из первого начала термодинамики (См. Первое начало термодинамики) следует лишь существование калорического У. с., а из второго начала термодинамики (См. Второе начало термодинамики) – связь между термическим и калорическим У. с. , откуда вытекает, что для идеального газа (См. Идеальный газ)внутренняя энергия не зависит от объёма Потенциалы термодинамические) в виде функции своих параметров. Например, если известна Гельмгольцева энергия F как функция Т и V, то У. с. находят дифференцированием:
        
        ,
         Примерами У. с. для газов может служить Клапейрона уравнение для идеального газа pυ = RT, где R – Газовая постоянная, υобъём 1 моля газа;
         Ван-дер-Ваальса уравнение где а и b – постоянные, зависящие от природы газа и учитывающие влияние сил притяжения между молекулами и конечность из объёма, вириальное У. с. для неидеального pυ / RT = 1 + B (T)/ υ + С (Т)/ υ2 +.., где В (Т), С (Т)... – 2-й, 3-й и т.д. вириальные коэффициенты, зависящие от сил взаимодействия между молекулами (см. Газы). Это уравнение является наиболее надёжным и теоретически обоснованным У. с. для газов и позволяет объяснить многочисленные экспериментальные результаты на основании простых моделей межмолекулярного взаимодействия (См. Межмолекулярное взаимодействие). Были предложены также различные эмпирические У. с., основанные на экспериментальных данных о теплоёмкости и сжимаемости. У. с. неидеальных газов указывает на существование критической точки (с параметрами pk, Vk, Tk), в которой газообразная и жидкая фазы становятся идентичными (см. Критическое состояние). Если У. с. представить в виде приведенного У. с., т. е. в безразмерных переменных p/pk, V/Vk, T/Tk, то при не слишком низких температурах это уравнение мало меняется для различных веществ (закон соответственных состояний (См. Соответственные состояния)).
         Для равновесного излучения, или фотонного газа, У. с. определяется Планка законом излучения (См. Планка закон излучения) для средней плотности энергии.
         Для жидкостей из-за сложности учёта всех особенностей взаимодействия молекул пока не удалось теоретически получить общее У. с. Уравнение Ван-дер-Ваальса хотя и применяют для качественной оценки поведения жидкостей, но оно по существу неприменимо ниже критической точки, когда возможно сосуществование жидкой и газообразной фаз. У. с., хорошо описывающее свойства ряда простых жидкостей, можно получить из приближённых теорий жидкого состояния типа теории свободного объёма или дырочной теории (см. Жидкость). Знание распределения вероятности взаимного расположения молекул (парной корреляционной функции) принципиально позволяет вычислить У. с. жидкости, но эта задача очень сложна и полностью ещё не решена даже с помощью вычислительных машин.
         Для твёрдых тел термическое У. с. определяет зависимость модулей упругости (См. Модули упругости) от температуры и давления. Оно может быть получено на основании теории теплового движения в кристаллах, рассматривающей Фононы и их взаимодействие, но пока общего У. с. для твёрдых тел не найдено.
         Для магнитных сред элементарная работа при намагничивании равна δA = -НδМ, где М – магнитный момент, Н – напряжённость магнитного поля. Следовательно, зависимость М = М (Н, Т) представляет собой магнитное У. с.
         Для электрически поляризуемых сред элементарная работа при поляризации равна δA = -ЕδР где Р - поляризация, Е - напряжённость электрического поля, следовательно, У. с. имеет вид Р = (Е, Т).
         Лит.: Хилл Т., Статистическая механика, пер. с англ., М., 1960; Вукалович М. П., Новиков И. И., Уравнение состояния реальных газов, М. – Л., 1948; Мейсон Э., Сперлинг Т., Вириальное уравнение состояния, пер. с англ., М., 1972; Лейбфрид Г., Людвиг В., Теория ангармонических эффектов в кристаллах, пер. с англ., М., 1963. См. также лит. при статьях Статистическая физика и Термодинамика.
         Д. Н. Зубарев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Уравнение состояния" в других словарях:

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — 1) термическое уравнение состояния выражает связь между давлением p, температурой Т и удельным объемом v (или плотностью ?) гомогенного вещества в состоянии равновесия: f(p,T,v)=02)] Калорическое уравнение состояния выражает зависимость какой ли …   Большой Энциклопедический словарь

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — уравнение, к рое связывает давление р, объём V и абс. темп ру Т физически однородной системы в состоянии термодинамического равновесия: f(p, V, Т) = 0. Это ур ние наз. термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутр.… …   Физическая энциклопедия

  • уравнение состояния — Уравнение, связывающее любой термодинамический параметр (любое термодинамическое свойство) системы с параметрами, принятыми в качестве независимых переменных. Примечание Уравнение состояния, связывающее для однородного тела давление, объем и… …   Справочник технического переводчика

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — связывает давление р., объём V и темп ру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического: f(p, V, Т)=0. Это ур ние наз. термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутреннюю энергию U системы как ф …   Физическая энциклопедия

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ, формула, устанавливающая взаимосвязь между давлением, температурой и объемом в системе, содержащей заданное количество вещества. Простейшим уравнением состояния является ЗАКОН ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Уравнение состояния — У этого термина существуют и другие значения, см. Уравнение состояния (космология). Уравнение состояния …   Википедия

  • уравнение состояния — 1) термическое уравнение состояния выражает связь между давлением р, температурой Т и удельным объёмом v (или плотностью ρ) гомогенного вещества в состоянии равновесия: f(р, Т, v) = 0. 2) Калорическое уравнение состояния выражает зависимость… …   Энциклопедический словарь

  • уравнение состояния — [equation of state] уравнение, связывающее давление Р, объем V и абсолютную температуру T физически однородной системы в состоянии термодинамического равновесия: f(P, V, T) = 0. Это уравнение называется термическим уравнением состояния, в отличие …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • уравнение состояния — 3.1.5 уравнение состояния (equation of state): Математическое выражение взаимосвязи между параметрами состояния газа или гомогенной газовой смеси. Примечание В этой части следует учитывать различия между двумя видами уравнения состояния, а именно …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • уравнение состояния — būsenos lygtis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Lygtis, siejanti termodinaminės sistemos slėgį, tūrį ir termodinaminę temperatūrą. atitikmenys: angl. equation of state vok. Zustandsgleichung, f rus. уравнение состояния …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Книги

Другие книги по запросу «Уравнение состояния» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»