Vad är en statlig ekvation?
I termodynamik är en tillståndsekvation (EOS) det matematiska uttrycket som beskriver sammankopplingen mellan tillståndsvariabler - i allmänhet makroskopiskt observerbara och mätbara egenskaper - för ett visst tillstånd. Det tillståndet kan vara solid, flytande, gas eller plasma. Observerbara eller egenskaper som används i en statlig ekvation kan varieras av teoretiker, men i allmänhet beskriver de helt staten. Exempelvis kan tillståndsekvationen för "N" -mullvad med en idealisk gas helt beskrivas med hjälp av ekvationen pv = nrt, där p = tryck, v = volym, r = den ideala gaskonstanten och t = temperaturen. Observera att en EOS är avsedd att beskriva inte mer än ett tillstånd, vare sig det tillståndet är fast, vätska eller gas.
så att en statlig ekvation kan närmare när det gäller verkligt beteende, parametrar såsom de tre som anges ovan modifieras av ytterligare empiriska - experimentella - och till och med beräkningstermer. Bland dessa termer är atomvolym, som subtraherar from total volym och intermolekylär kraft, som påverkar avståndet mellan partiklar. Även dessa justeringar kanske inte räcker. För att förena en tillståndsekvation med de uppmätta data som den är avsedd att förklara, viriala matematiska termer och iterativa beräkningsmetoder kan krävas. Sådana termer döljer intellektuell tolkning, men de förbättrar praktisk tillämpning.
En acceptabel tillståndsekvation kan vara svår att härleda för flytande system, eftersom de upplever en mycket större grad av molekylär interaktion som resulterar från att molekyler är mycket närmare varandra än för gaser. Vätskor kategoriseras baserat på storleken på sådana interaktioner som antingen icke-associerande eller som associerade. De flesta Dispersion Forces i London är ganska svaga och om de är de enda intermolekylära krafterna som finns, är vätskan-kanske en olja eller annat kolväte-icke-associerande. Om, hOwever, föreningen av molekyler är starkare, eftersom det är för vätebundna molekyler, vätskan associeras. Ju starkare krafterna är, desto mer komplex den matematiska modelleringen och motsvarande tillståndsekvation.
För utvecklingen av en acceptabel statlig ekvation kan associera vätskor anses vara närmare likna fasta ämnen än icke-associerande vätskor. Vissa forskare använder en modell som innehåller ett tvådimensionellt gitter, vilket föreslår associering av vätskor har åtminstone några fasta egenskaper. Ett gitter som är tvådimensionellt snarare än tredimensionellt indikerar att den fasta beteendekomponenten är begränsad. Eftersom vissa av partiklarna inte anses vara en del av gitteret, är namnet som tilldelats denna modell för vätskor-vare sig gas eller vätska-är "gittergas" -teori. Matematiken för gitter-gasvätskevätskekvationer kan bli motintuitiva och komplexa, vilket är väl illustrerat av polymer-i-lösningsmedelssystem.