Физическая энциклопедия

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ

-уравнение,к-рое связывает давлениер,объёмVи абс. темп-руТфизически 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. энергиюUсистемы как ф-цию к.-л. двух из трёх параметровр, V, Т.Термическое У. с. позволяет выразить давление через объём и темп-ру,p=p(V, Т),и определить элементарную работу при бесконечно малом расширении системы . У. с. является необходимым дополнением к термодинамич. законам, к-рое делает возможным их применение к реальным веществам. Оно не может быть выведено с помощью одних только законов термодинамики, а определяется из опыта или рассчитывается теоретически на основе представлений о строении вещества методами статистич. физики. Изпервого начала термодинамикиследует лишь существование калорич. У. с., а извторого начала термодинамики -связь между калорическим и термическим У. с.:


из к-рой следует, что для идеального газа внутр. энергия не зависит от объёма:

Для вычисления как термического, так и калорического У. с. достаточно знать любой изпотенциалов термодинамическихв виде ф-ции своих параметров.Напр., если известнаГелъмголъца энергия(свободная энергия)Fкак ф-цияТиV,то У. с. находится дифференцированием:


Примерами У. с. для газов могут служитьКлапейрона уравнениедля идеального газа:pv = RT,где u-объём одного моля газа;Ван-дер-Ваальса уравнение:


гдеаиb -постоянные, зависящие от природы газа и учитывающие влияние сил межмолекулярного притяжения и конечность объёма молекул; вириальное У. с. для неидеального газа:


гдеВ (Т), С (Т), ...-2-й, 3-й и т. д. вириальные коэф., зависящие от сил межмолекулярного взаимодействия. Вириальное У. с. позволяет объяснить многочисл. эксперим. результаты на основе простых моделеймежмолекулярного взаимодействияв газах. Предложены также разл. эмпирич. У. с., основанные на эксперим. данных о теплоёмкости и сжимаемости газов. У. с. неидеальных газов указывают на существование критич. точки (с параметрамиpк,VK,Tк), в к-рой газообразная и жидкая фазы становятся идентичными. Если У. с. представить в виде приведённого У. с., то есть в безразмерных переменныхр/рк, V/VK,Т/ Тк, то при не слишком низких темп-pax это ур-ние мало меняется для разл. веществ (закон соответственных состояний),

Для жидкостей из-за сложности учёта всех особенностей межмолекулярного взаимодействия пока не удалось получить общее теоретическое У. с. Ур-ние Ван-дер-Ваальса и его модификации, хотя и применяют для качеств, оценки поведения жидкостей, но по существу оно неприменимо ниже критич. точки, когда возможно сосуществование жидкой и газообразной фаз. У. с., хорошо описывающее свойства ряда простых жидкостей, можно получить из приближённых теорий жидкости. Зная распределение вероятностей взаимного расположения молекул (парной кор-реляц. ф-ции; см.Жидкость),можно в принципе вычислить У. с. жидкости, однако эта задача сложна и полностью не решена даже с помощью ЭВМ.

Для получения У. с. твёрдых тел используют теориюколебаний кристаллической решётки,однако универсальное У. с. для твёрдых тел не получено.

Для равновесного излучения (фотонного газа) У. с. определяетсяПланка законом излучения.•

Для магн. сред элементарная работа при намагничивании равна

гдеМ-магн. момент вещества,H-напряжённость магн. поля. Следовательно, зависимостьМ-М(Н, )представляет собой магнитное У. с. Для диэлектриков элементарная работа , гдеР-поляризация,Е-напряжённость электрич. поля, и У. с. имеет видР=Р(Е, Т).

Лит.:Майер Дж., Гепперт-Майер М., Статистическая механика, пер. с англ., 2 изд., М., 1980; Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т., Свойства газов и жидкостей, пер. с англ., 3 изд., Л., 1982; Мейсон Э., Сперлинг Т., Вириальное уравнение состояния, пер. с англ., М., 1972; Исихара А., Статистическая физика, пер. с англ., М., 1973; Ашкрофт Н., Мер мин Н., Физика твердого тела, пер. с англ., т. 1-2, М., 1979.Д. Н. Зубарев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.


  1. уравнение состояния—УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ связывает давление р iобъм V и температуру Т iфизически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического fp V T i. Это уравнение наз. терм...Большая советская энциклопедия
  2. уравнение состояния—связывает давление рem объм Vem и температуру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического См. Равновесие термодинамическое f emp V Тem em. Э...Большая Советская энциклопедия II
  3. уравнение состояния—урние. связывающее давление рi объм V и термодинамич. темпру Тi физически однородного тела см. Термодинамическая системаi находящегося в состоянии равновесия термодинамич...Большой энциклопедический политехнический словарь
  4. уравнение состояния—термическое уравнение состояния выражает связьмежду давлением p температурой Т и удельным объемом v или плотностью гомогенного вещества в состоянии равновесия fpTv. Калор...Большой энциклопедический словарь II
  5. уравнение состояния—УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ. термическое уравнение состояния выражает связь между давлением p температурой Т и удельным объемом v или плотностью гомогенного вещества в состоянии...Большой энциклопедический словарь III
  6. уравнение состояния—УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ . термическое уравнение состояния выражает связь между давлением p температурой Т и удельным объемом v или плотностью гомогенного вещества в состояни...Большой Энциклопедический словарь V
  7. уравнение состояния—термин. У. с выражает связь между давлением рi темпрой Тi и удельным объмом v iили плотностью р гомогенного вва в состоянии равновесия fp Т v i . Калорич. У. с. выражает...Естествознание. Энциклопедический словарь
  8. уравнение состояния—УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯstrong формула устанавливающая взаимосвязь между давлением температурой и объемом в системе содержащей заданное количество вещества. Простейшим уравнен...Научно-технический энциклопедический словарь
  9. уравнение состояния—quation dtat...Политехнический русско-французский словарь
  10. уравнение состояния—constitutive equation...Русско-английский политехнический словарь
  11. уравнение состояния—equation of state...Русско-английский словарь по физике
  12. уравнение состояния—equation of state...Русско-английский строительный словарь
  13. уравнение состояния—equation of state...Русско-английский технический словарь
  14. уравнение состояния—equazione di stato...Русско-итальянский автомобильный словарь
  15. уравнение состояния—equazione di stato...Русско-итальянский политехнический словарь
  16. уравнение состояния—Zustandsgleichung...Русско-немецкий политехнический словарь
  17. уравнение состояния—рвняння стану...Русско-украинский политехнический словарь
  18. уравнение состояния—quation dtat loi dtat...Русско-французский словарь по химии
  19. уравнение состояния—stavov rovnice...Русско-чешский словарь
  20. уравнение состояния—УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ . термическое уравнение состояния выражает связь между давлением p температурой Т и удельным объемом v или плотностью гомогенного вещества в состояни...Современный энциклопедический словарь
  21. уравнение состояния—УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ . термическое уравнение состояния выражает связь между давлением p температурой Т и удельным объемом v или плотностью гомогенного вещества в состояни...Энциклопедический словарь естествознания
  22. уравнение состояния—[equation of state] уравнение связывающее давление Рi объем Vi и абсолютную температуру Ti физически однородной системы в состоянии термодинамического равновесия fiP V T...Энциклопедический словарь по металлургии