Kas ir stāvokļa vienādojums?
Īsā atbilde
Termodinamikā stāvokļa vienādojums (EOS) ir matemātiska izteiksme, kas apraksta savstarpējo saistību starp stāvokļa mainīgajiem — parasti makroskopiski novērojamām un izmērāmām īpašībām — konkrētam stāvoklim. Šis stāvoklis var būt ciets, šķidrs, gāze vai plazma. Stāvokļa vienādojumā izmantotos novērojumus vai īpašības teorētiķis var mainīt, taču parasti tās pilnībā apraksta stāvokli. Piemēram, stāvokļa vienādojumu ideālas gāzes “n” moliem var pilnībā aprakstīt, izmantojot vienādojumu PV=nRT, kur P = spiediens, V = tilpums, R = ideālās gāzes konstante un T = temperatūra. Ņemiet vērā, ka EOS ir paredzēts, lai aprakstītu ne vairāk kā vienu stāvokli neatkarīgi no tā, vai tas ir ciets, šķidrs vai gāzveida.
Lai stāvokļa vienādojums varētu tuvināt reālo uzvedību, tādi parametri kā trīs iepriekš uzskaitītie tiek modificēti ar papildu empīriskiem — eksperimentāliem — un pat skaitļošanas terminiem. Starp šiem terminiem ir atomu tilpums, kas tiek atņemts no kopējā tilpuma, un starpmolekulārais spēks, kas ietekmē attālumu starp daļiņām. Pat ar šiem pielāgojumiem var nepietikt. Lai saskaņotu vienādojumu ar izmērītajiem datiem, ko paredzēts izskaidrot, var būt nepieciešami viriāli matemātiski termini un iteratīvas skaitļošanas metodes. Šādi termini aptumšo intelektuālo interpretāciju, taču tie uzlabo praktisko pielietojumu.
Šķidrām sistēmām var būt grūti iegūt pieņemamu stāvokļa vienādojumu, jo tās piedzīvo daudz lielāku molekulārās mijiedarbības pakāpi, ko izraisa molekulas, kas atrodas daudz tuvāk viena otrai nekā gāzēm. Šķidrumi tiek iedalīti kategorijās, pamatojoties uz šādas mijiedarbības lielumu, vai nu kā nesaistīti, vai kā saistīti. Lielākā daļa Londonas izkliedes spēku ir diezgan vāji, un, ja tie ir vienīgie starpmolekulārie spēki, šķidrums – iespējams, eļļa vai cits ogļūdeņradis – nav saistīts. Tomēr, ja molekulu savienojums ir spēcīgāks, kā tas ir ar ūdeņradi saistītām molekulām, šķidrums asociējas. Jo spēcīgāki spēki, jo sarežģītāka ir matemātiskā modelēšana un atbilstošais stāvokļa vienādojums.
Lai izstrādātu pieņemamu vienādojumu, var uzskatīt, ka saistītie šķidrumi vairāk līdzinās cietām vielām nekā nesaistītie šķidrumi. Daži zinātnieki izmanto modeli, kas ietver divdimensiju režģi, kas liecina, ka asociētajiem šķidrumiem piemīt vismaz dažas cietas īpašības. Režģis, kas ir divdimensiju, nevis trīsdimensiju, norāda, ka cietās uzvedības komponents ir ierobežots. Tā kā dažas daļiņas netiek uzskatītas par režģa daļu, šim modelim piešķirtais nosaukums šķidrumiem — neatkarīgi no tā, vai tas ir gāze vai šķidrums – ir “režģa-gāzes” teorija. Režģa un gāzes šķidruma stāvokļa vienādojumu matemātika var kļūt pretintuitīva un sarežģīta, kā to labi parāda polimēra šķīdinātājā sistēmas.
Saistītie jautājumi
- Kas ir gāzes konstante?Gāzes konstante (ko apzīmē ar burtu R), kas pazīstama arī kā ideālā gāzes konstante, ir funkcija no spiediena (P), tilp…
- Kas ir Maksvela vienādojumi?Maksvela vienādojumi ir saistīti ar četriem atšķirīgiem vienādojumiem, kas attiecas uz elektromagnētisma tēmu. Interesa…
- Kas ir neto jonu vienādojums?Tīrais jonu vienādojums ir ķīmiskā vienādojuma veids, kurā vielas ir attēlotas ar to jonu formulām un tiek iekļautas ti…
- Kas ir apmaiņas vienādojums?Maiņas vienādojums ir ekonomikas teorija, kas parāda sabiedrības naudas daudzuma ietekmi uz cenu līmeni. Saskaņā ar vie…
- Kas ir Hendersona-Haselbalha vienādojums?Bronsteda-Lowry teorija definē skābes un bāzes, pamatojoties uz to spēju ziedot un pieņemt ūdeņraža protonus. Henderson…
- Kas ir staru vienādojums?Sijas vienādojums ir jebkurš matemātisks vienādojums, ko izmanto, lai aprakstītu staru uzvedību, kad tie ir pakļauti sp…
- Kas ir ideālās gāzes likums?Ideālās gāzes likums ir vienādojums, ko izmanto ķīmijā, lai aprakstītu “ideālās gāzes” uzvedību, hipotētisku gāzveida v…
- Kas ir ideāla gāze?Ideāla gāze ir teorētisks vielas stāvoklis, ko fiziķi izmanto varbūtības teorijas analīzē. Ideālā gāze sastāv no moleku…
- Kas ir apakšžokļa ramuss?Apakšžokļa ramuss ir apakšžokļa kaula vertikālā daļa, kas no žokļa ķermeņa aizmugurējā gala paceļas augšup katrā sejas …
- Kas ir Dunnage?Dunnage ir termins, ko parasti lieto, lai apzīmētu lūžņus, kas nodrošina kāda veida sekundāru izmantošanu vai mērķi. Te…