สมการของรัฐคืออะไร?

ในอุณหพลศาสตร์สมการของรัฐ (EOS) คือการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายถึงการเชื่อมต่อระหว่างตัวแปรสถานะ mDASH;โดยทั่วไปคุณสมบัติที่สังเกตได้และสามารถวัดได้และ mdash;สำหรับรัฐเฉพาะสถานะนั้นอาจเป็นของแข็งของเหลวก๊าซหรือพลาสมาผู้สังเกตการณ์หรือคุณสมบัติที่ใช้ในสมการของรัฐอาจเปลี่ยนแปลงได้โดยนักทฤษฎี แต่โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะอธิบายสถานะอย่างสมบูรณ์ตัวอย่างเช่นสมการของสถานะสำหรับโมล“ n” ของก๊าซในอุดมคติสามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้สมการ pv ' nrt โดยที่ p ' ความดัน, v ' ปริมาตร, r ' ค่าคงที่ก๊าซในอุดมคติและ t ' อุณหภูมิโปรดทราบว่า EOS มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายไม่เกินหนึ่งสถานะไม่ว่าสถานะนั้นจะเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซ

เพื่อให้สมการของรัฐสามารถประมาณพฤติกรรมจริงได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นพารามิเตอร์เช่นสามรายการข้างต้นได้รับการแก้ไขเพิ่มเติมโดยเพิ่มเติมเชิงประจักษ์ mdash;การทดลอง mdash;และแม้กระทั่งข้อกำหนดการคำนวณในคำศัพท์เหล่านี้คือปริมาตรอะตอมซึ่งลบออกจากปริมาตรทั้งหมดและแรงระหว่างโมเลกุลซึ่งส่งผลต่อระยะห่างระหว่างอนุภาคแม้แต่การปรับเปลี่ยนเหล่านี้อาจไม่เพียงพอในการกระทบยอดสมการของสถานะด้วยข้อมูลที่วัดได้มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายคำศัพท์ทางคณิตศาสตร์ virial และวิธีการคำนวณซ้ำอาจจำเป็นต้องใช้ข้อกำหนดดังกล่าวปิดบังการตีความทางปัญญา แต่พวกเขาปรับปรุงการประยุกต์ใช้งานจริง

สมการที่ยอมรับได้ของรัฐอาจเป็นเรื่องยากที่จะได้รับระบบของเหลวเพราะพวกเขามีการปฏิสัมพันธ์ระดับโมเลกุลที่มากขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากโมเลกุลที่อยู่ใกล้กันมากกว่าก๊าซของเหลวถูกจัดหมวดหมู่ตามขนาดของการโต้ตอบดังกล่าวเช่นไม่เชื่อมต่อหรือเชื่อมโยงกันกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนส่วนใหญ่ค่อนข้างอ่อนแอและหากพวกเขาเป็นกองกำลังระหว่างโมเลกุลเพียงอย่างเดียวในปัจจุบันของเหลว mdash;บางทีน้ำมันหรือไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ mdash;ไม่ได้เชื่อมโยงกันอย่างไรก็ตามหากการเข้าร่วมของโมเลกุลนั้นแข็งแกร่งขึ้นเช่นเดียวกับโมเลกุลที่มีพันธะไฮโดรเจนของเหลวของเหลวกำลังเชื่อมโยงกันยิ่งกองกำลังแข็งแกร่งขึ้นการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนและสมการที่สอดคล้องกันของรัฐ

สำหรับการพัฒนาสมการที่ยอมรับได้ของรัฐการเชื่อมโยงของเหลวอาจได้รับการพิจารณาให้มีลักษณะคล้ายกับของแข็งมากกว่าของเหลวที่ไม่เชื่อมโยงกันนักวิทยาศาสตร์บางคนใช้แบบจำลองที่ผสมผสานโครงตาข่ายสองมิติโดยแนะนำว่าของเหลวที่เชื่อมโยงกันมีลักษณะที่เป็นของแข็งอย่างน้อยตาข่ายที่มีสองมิติมากกว่าสามมิติบ่งชี้ว่าองค์ประกอบพฤติกรรมที่เป็นของแข็งมี จำกัดเนื่องจากอนุภาคบางชนิดไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของตาข่ายชื่อที่กำหนดให้กับโมเดลนี้สำหรับของเหลว mdash;ไม่ว่าจะเป็นก๊าซหรือของเหลว mdash;เป็นทฤษฎี“ Lattice-Gas”คณิตศาสตร์ของสมการของเหลว lattice-gas ของรัฐสามารถกลายเป็นสิ่งที่ตอบโต้ได้ง่ายและซับซ้อนเช่นเดียวกับที่แสดงให้เห็นอย่างดีโดยระบบโพลีเมอร์ในตัวทำละลาย