Уравнение состояния
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Уравнение состояния |
|---|
 |
| Статья является частью серии «Термодинамика». |
| Уравнение состояния идеального газа |
| Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса |
| 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.
Содержание |
[править] Виды уравнений состояния
[править] 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 f.
[править] 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,
.
[править] 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.
[править] См. также
[править] Литература
- Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.2.. — М.: Наука, 1975.
|
|||
|---|---|---|---|
| Твёрдое тело | Жидкость | Газ | Плазма Коллоид | Сверхкритическая жидкость | Сверхтекучая жидкость | Сверхтвёрдое тело | Вырожденная материя | Кварк-глюонная плазма | Фермионный конденсат | Конденсат Бозе — Эйнштейна | Странная материя Переходные точки: точка плавления | точка кипения | тройная точка | критическая точка Другие понятия: уравнение состояния | кривая охлаждения |
