Hvad er en statsligning?

I termodynamik er en ligning af tilstand (EOS) det matematiske udtryk, der beskriver sammenkoblingen mellem tilstandsvariabler mdash;Generelt makroskopisk observerbare og målbare egenskaber mdash;For en bestemt tilstand.Denne tilstand kan være fast, flydende, gas eller plasma.Observabler eller egenskaber, der anvendes i en tilstandsligning, kan varieres af teoretikeren, men generelt beskriver de staten fuldstændigt.For eksempel kan ligningen af tilstand for “n” mol af en ideel gas beskrives fuldstændigt ved hjælp af ligningen PV ' NRT, hvor p ' tryk, v ' volumen, r ' den ideelle gaskonstant og t ' temperatur.Bemærk, at en EOS er beregnet til at beskrive ikke mere end en tilstand, hvad enten denne tilstand er solid, flydende eller gas.

Så en ligning af tilstand kan nærmere omtrentlig reel opførsel, er parametre som de tre anførte ovenfor ændret af yderligereempirisk mdash;Eksperimentel mdash;og endda beregningsmæssige termer.Blandt disse udtryk er atomvolumen, der trækker fra total volumen, og intermolekylær kraft, der påvirker afstanden mellem partikler.Selv disse justeringer er muligvis ikke tilstrækkelige.For at forene en tilstandsligning med de målte data er det beregnet til at forklare, virale matematiske udtryk og iterative beregningsmetoder kan være påkrævet.Sådanne udtryk uklar intellektuel fortolkning, men de forbedrer praktisk anvendelse.

En acceptabel tilstandsligning kan være vanskelig at udlede for væskesystemer, fordi de oplever en meget større grad af molekylær interaktion, der er resultatet af molekyler, der er meget tættere sammen end for gasser.Væsker er kategoriseret baseret på størrelsen af sådanne interaktioner som enten ikke-associerende eller som tilknyttet.De fleste London -spredningskræfter er ret svage, og hvis de er de eneste intermolekylære kræfter, der er til stede, Liquid Mdash;Måske en olie eller anden carbonhydrid mdash;er ikke-associerende.Hvis sammenføjningen af molekyler imidlertid er stærkere, da det er for hydrogenbundne molekyler, forbinder væsken.Jo stærkere kræfterne er, jo mere kompleks den matematiske modellering og tilsvarende tilstandsligning.

For udviklingen af en acceptabel ligning af tilstand kan forbindelsesvæsker anses for mere at ligne faste stoffer end ikke-associerende væsker.Nogle forskere bruger en model, der indeholder et to-dimensionelt gitter, der antyder, at forbindelsesvæsker har mindst nogle solide egenskaber.En gitter, der er to-dimensionel snarere end tredimensionel indikerer, at den faste opførselskomponent er begrænset.Da nogle af partiklerne ikke betragtes som en del af gitteret, er navnet tildelt denne model for væsker mdash;om gas eller væske mdash;er "gitter-gas" teori.Matematikken i gitter-gas-flydende tilstand af tilstand kan blive modintuitive og komplekse, som det er godt illustreret af polymer-i-opløsningsmiddelsystemer.