Qu'est-ce qu'une équation d'État?

Dans la thermodynamique, une équation d'état (EOS) est l'expression mathématique qui décrit l'interconnexion entre les variables d'état mdash;Propriétés généralement macroscopiquement observables et mesurables et mdash;pour un état particulier.Cet état peut être solide, liquide, gaz ou plasma.Les observables ou les propriétés utilisés dans une équation d'état peuvent être variés par le théoricien, mais généralement ils décrivent complètement l'état.Par exemple, l'équation d'état pour les moles de «n» d'un gaz idéal peut être complètement décrite en utilisant l'équation PV ' NRT, où p ' pression, v ' volume, r ' constante de gaz idéale et t ' température.Notez qu'un EOS est destiné à décrire pas plus d'un État, que cet état soit solide, liquide ou gaz.Empirical mdash;expérimental mdash;et même des termes informatiques.Parmi ces termes figurent le volume atomique, qui soustrait le volume total, et la force intermoléculaire, qui affecte la distance entre les particules.Même ces ajustements peuvent ne pas suffire.Pour concilier une équation d'état avec les données mesurées, elle est destinée à expliquer, des termes mathématiques viriaux et des méthodes de calcul itératives peuvent être nécessaires.De tels termes obscurcissent l'interprétation intellectuelle, mais ils améliorent l'application pratique.

Une équation d'état acceptable peut être difficile à dériver pour les systèmes liquides, car ils connaissent un degré d'interaction moléculaire beaucoup plus élevé résultant de molécules beaucoup plus proches que pour les gaz.Les liquides sont classés en fonction de l'ampleur des interactions telles que non associées ou comme associées.La plupart des forces de dispersion de Londres sont assez faibles et s'ils sont les seules forces intermoléculaires présentes, le liquide mdash;Peut-être une huile ou d'autres hydrocarbures et mdash;n'est pas associant.Si, cependant, la jonction des molécules est plus forte, comme pour les molécules liées à l'hydrogène, le liquide s'associe.Plus les forces sont fortes, plus la modélisation mathématique et l'équation d'état correspondante sont complexes. Pour le développement d'une équation d'état acceptable, l'association des liquides peut être considérée comme ressembler plus étroitement aux solides que des liquides non associés.Certains scientifiques utilisent un modèle incorporant un réseau bidimensionnel, suggérant que des liquides associés possèdent au moins quelques caractéristiques solides.Un réseau qui est bidimensionnel plutôt que tridimensionnel indique que le composant de comportement solide est limité.Étant donné que certaines des particules ne sont pas considérées comme faisant partie du réseau, le nom attribué à ce modèle pour les fluides et mdash;que ce soit du gaz ou du liquide mdash;est la théorie du «réseau de réseau».Les mathématiques des équations d'état liquides à gaz du réseau peuvent devenir contre-intuitives et complexes, comme cela est bien illustré par les systèmes de polymère en solvant.