¿Qué ecuación de estado se llama térmica? ¿Qué significa "ecuación de estado"?

Ejemplos Ecuación de estado se puede utilizar para gases Ecuación de Clapeyron Para gas ideal pag tu = RT, Dónde R – constante de gas, tu – volúmen 1 mendicidad gas;

D. N. Zubarev.

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ECUACIÓN DE ESTADO: una ecuación que relaciona la presión R, volumen V y abdominales. temp-ru t físicamente sistema homogéneo en un estado de equilibrio termodinámico: F(pag, V, t) = 0. Este nivel se llama. U.s. térmica, en contraposición a la U.s. calórica, que determina la interna. energía Ud. sistemas como una función dos de tres parámetros p,v,t. Térmica EE.UU. le permite expresar la presión a través del volumen y la temperatura, p=p(V, T), y determine el trabajo elemental para una expansión infinitesimal del sistema. primera ley de la termodinámica A NOSOTROS. es una adición necesaria a la termodinámica. leyes que permiten aplicarlos a sustancias reales. No puede derivarse únicamente de leyes, sino que se determina a partir de la experiencia o se calcula teóricamente basándose en ideas sobre la estructura de la materia mediante métodos estadísticos. segunda ley de la termodinámica. De

de ello se desprende sólo la existencia de calorías. Estados Unidos y de Y - relación entre energía calórica y térmica: Dónde

de ello se desprende sólo la existencia de calorías. A b - constantes, dependiendo de la naturaleza del gas y teniendo en cuenta la influencia de las fuerzas de atracción intermoleculares y el volumen finito de moléculas; virial ee.uu. para un gas no ideal: B (T), C (T), ...- Coeficientes viriales de 2º, 3º, etc., en función de las fuerzas de interacción intermolecular. Virial EE.UU. nos permite explicar numerosos experimentemos resultados basados modelos simples pag interacción intermolecular V en gases. También se ofrecen varios tipos. empírico Estados Unidos basado en experimento. datos sobre la capacidad calorífica y la compresibilidad de los gases. A NOSOTROS. No gases ideales indican la existencia de una situación crítica puntos (con parámetros A, k, t/V j), en el que gaseosos y fase líquida volverse idéntico. Si EE.UU. presente en forma de un sistema de control reducido, es decir, en variables adimensionales

r/r k, V k, T/T a , entonces a una temperatura no demasiado baja, esta ecuación cambia poco para la descomposición. sustancias (ley de los estados correspondientes), Para los líquidos, debido a la dificultad de tener en cuenta todas las características de la interacción intermolecular, aún no ha sido posible obtener un sistema de control teórico general. La ecuación de van der Waals y sus modificaciones, aunque se utilizan para evaluar las cualidades y el comportamiento de los líquidos, son esencialmente inaplicables por debajo de la criticidad. Puntos donde es posible la coexistencia de fases líquidas y gaseosas. A partir de teorías aproximadas de líquidos se puede obtener un sistema que describa bien las propiedades de varios líquidos simples. Conociendo la distribución de probabilidad

posición relativa moléculas (función de correlación de pares; ver Líquido

), en principio es posible calcular los EE.UU. líquidos, pero este problema es complejo y no se ha resuelto completamente ni siquiera con la ayuda de una computadora.

de ello se desprende sólo la existencia de calorías. Para recibir EE.UU. teoría del uso de sólidos vibraciones reticulares , sin embargo, el universal U. s. no obtenido para sólidos. Para revista. trabajo elemental medio en igualdad METRO -magn. momento de la materia h-tensión magnética campos. Por tanto, la dependencia M-M(N,T) es un magnético U. s. Para trabajo basico, Dónde R ).

-polarización, Mayer J., Geppert-Mayer M., Mecánica estadística, trad. Del inglés, 2ª ed., M., 1980; Reed R., Prausnitz J., Sherwood T., Propiedades de gases y líquidos, trad. Del inglés, 3.ª ed., Leningrado, 1982; Mason E., Sperling T., Ecuación de estado de Virial, trad. Del inglés, M., 1972; Ishihara A., Física estadística, trad. Del inglés, M., 1973; Ashcroft N., Mermin N., Física sólido, trad. Del inglés, vol. 1-2, M., 1979. D. N. Zubarev.

Del corte se deduce que para un gas ideal, interno no depende del volumen:

Calcular s tanto térmicos como calóricos. basta con saber cualquiera de potenciales termodinámicos en forma de función de sus parámetros. Por ejemplo, si se sabe energía de helmholtz (energía gratis) F t Y V, como una función

luego EE.UU. se encuentra por diferenciación: Ecuación de Clapeyron Ejemplos de EE.UU. se puede utilizar para gases para un gas ideal: pv = TR, - donde tu volumen de un mol de gas;

de ello se desprende sólo la existencia de calorías. Ecuación de Van der Waals: Y A b-

de ello se desprende sólo la existencia de calorías. constantes, dependiendo de la naturaleza del gas y teniendo en cuenta la influencia de las fuerzas de atracción intermoleculares y el volumen finito de moléculas; virial ee.uu. para un gas no ideal: B (T), C (T), ...- Coeficientes viriales 2º, 3º, etc., dependiendo de las fuerzas de interacción intermolecular. Virial EE.UU. nos permite explicar muchas experimentemos resultados basados ​​en modelos simples interacción intermolecular pag interacción intermolecular V en gases. También se ofrecen varios tipos. empírico Estados Unidos basado en experimento. datos sobre la capacidad calorífica y la compresibilidad de los gases. A NOSOTROS. No gases ideales en gases. También se ofrecen varios tipos. empírico Estados Unidos basado en experimento. datos sobre la capacidad calorífica y la compresibilidad de los gases. A NOSOTROS. Los gases no ideales indican la existencia de gases críticos. puntos (con parámetros r/r k, V/V en gases. También se ofrecen varios tipos. empírico Estados Unidos basado en experimento. datos sobre la capacidad calorífica y la compresibilidad de los gases. A NOSOTROS. No T/T a, entonces a una temperatura no demasiado baja, esta ecuación cambia poco para la descomposición. sustancias (ley de los estados correspondientes),

Para los líquidos, debido a la dificultad de tener en cuenta todas las características de la interacción intermolecular, aún no ha sido posible obtener un sistema de control teórico general. La ecuación de van der Waals y sus modificaciones, aunque se utilizan para evaluar las cualidades y el comportamiento de los líquidos, son esencialmente inaplicables por debajo de la criticidad. Puntos donde es posible la coexistencia de fases líquidas y gaseosas. A partir de teorías aproximadas de líquidos se puede obtener un sistema que describa bien las propiedades de varios líquidos simples. Conocer las probabilidades de la disposición mutua de moléculas (función de correlación de pares; ver Líquido), En principio es posible calcular los EE.UU. líquidos, sin embargo, este problema es complejo y no se ha resuelto completamente ni siquiera con la ayuda de.

Para recibir EE.UU. teoría del uso de sólidos fluctuaciones red cristalina, sin embargo, los EE.UU. universales. no obtenido para sólidos.

Para radiación de equilibrio (gas de fotones) U. s. determinado Ley de radiación de Planck.

Para revista. el medio elemental durante la magnetización es igual a

de ello se desprende sólo la existencia de calorías. METRO- revista. momento de la materia , sin embargo, el universal U. s. no obtenido para sólidos.-tensión magnética campos. Por tanto, la dependencia M-M(N,) es un campo magnético. Para los dieléctricos, el trabajo elemental es donde R- polarización, MI- tensión eléctrica campos, y EE.UU. parece P=P(E, T) .

Iluminado.: Mayer J., Geppert-Mayer M., Estadística, trad. Del inglés, 2ª ed., M., 1980; Reed R., Prausnitz J., Sherwood T., Propiedades de gases y líquidos, trad. Del inglés, 3.ª ed., Leningrado, 1982; Mason E., Sperling T., Virial, trad. Del inglés, M., 1972; Ishihara A., Estadística, trad. Del inglés, M., 1973; Ashcroft N., Mermin N., Física del estado sólido, trad. Del inglés, vol. 1-2, M., 1979. D. N. Zubarev.

Enciclopedia física. En 5 volúmenes. - M.: Enciclopedia soviética. Editor en jefe A. M. Prójorov. 1988 .

Vea qué es “ECUACIÓN DE ESTADO” en otros diccionarios:

Ecuación de estado Stat ... Wikipedia

1) la ecuación de estado térmica expresa la relación entre la presión p, la temperatura T y el volumen específico v (¿o densidad?) de una sustancia homogénea en estado de equilibrio: f(p,T,v)=02)] La ecuación calórica de Estado expresa la dependencia de algunos... Grande diccionario enciclopédico

ecuación de estado- Una ecuación que conecta cualquier parámetro termodinámico (cualquier propiedad termodinámica) de un sistema con parámetros tomados como variables independientes. Nota Una ecuación de estado que conecta la presión, el volumen y... para un cuerpo homogéneo. Guía del traductor técnico

Conecta la presión p, el volumen V y la temperatura py T de un sistema físicamente homogéneo en un estado de equilibrio termodinámico: f(p, V, T) = 0. Este nivel se llama. nivel de energía térmica, a diferencia del nivel de energía calórica, que determina energía interna Sistemas U como f... Enciclopedia física

ECUACIÓN DE ESTADO, fórmula que establece la relación entre presión, temperatura y volumen en un sistema que contiene cantidad especificada sustancias. La ecuación de estado más simple es la LEY DE LOS GASES IDEALES... Diccionario enciclopédico científico y técnico.

Este término tiene otros significados, ver Ecuación de Estado (cosmología). Ecuación de estado ... Wikipedia

1) la ecuación de estado térmica expresa la relación entre la presión p, la temperatura T y el volumen específico v (o densidad ρ) de una sustancia homogénea en estado de equilibrio: f(p, T, v) = 0. 2) La ecuación de estado térmica la ecuación de estado expresa la dependencia... ... diccionario enciclopédico

Conecta la presión p, el volumen V y la temperatura T de un sistema físicamente homogéneo en un estado de equilibrio termodinámico (Ver Equilibrio termodinámico): f (p, V, T) = 0. Esta ecuación se llama ecuación térmica, a diferencia de .. . Gran enciclopedia soviética

ecuación de estado- ecuación que conecta la presión P, el volumen V y temperatura absoluta T de un sistema físicamente homogéneo en estado de equilibrio termodinámico: f(P, V, T) = 0. Esta ecuación se llama ecuación térmica de estado, en contraste... Diccionario enciclopédico de metalurgia

ecuación de estado- 3.1.5 ecuación de estado: expresión matemática relaciones entre parámetros del estado del gas o homogéneos mezcla de gases. Nota En esta parte, es necesario tener en cuenta las diferencias entre los dos tipos de ecuación de estado, a saber... Diccionario-libro de referencia de términos de documentación normativa y técnica.

Para el equilibrio sistema termodinámico existe una relación funcional entre los parámetros de estado, que se llama ecuación de estado. La experiencia demuestra que el volumen, la temperatura y la presión específicos de los sistemas más simples, que son gases, vapores o líquidos, están relacionados ecuación térmica estado de la especie.

A la ecuación de estado se le puede dar otra forma:

Estas ecuaciones muestran que de los tres parámetros principales que determinan el estado del sistema, dos de ellos son independientes.

Para resolver problemas utilizando métodos termodinámicos, es absolutamente necesario conocer la ecuación de estado. Sin embargo, no se puede obtener en el marco de la termodinámica y debe encontrarse experimentalmente o mediante métodos de física estadística. Vista específica La ecuación de estado depende de propiedades individuales sustancias.

Ecuación de estado de los gases ideales.

De las ecuaciones (1.1) y (1.2) se deduce que .

Considere 1 kg de gasolina. Teniendo en cuenta lo que contiene norte moléculas y, por tanto, obtenemos: .

Valor constante Bueno, por 1 kg de gas se indica con la letra R y llama constante de gas. Es por eso

O . (1.3)

La relación resultante es la ecuación de Clapeyron.

Multiplicando (1.3) por METRO, obtenemos la ecuación de estado para una masa de gas arbitraria METRO:

A la ecuación de Clapeyron se le puede dar una forma universal si relacionamos la constante de los gases con 1 kmol de gas, es decir, con la cantidad de gas cuya masa en kilogramos es numéricamente igual a la masa molecular μ. Poner (1.4) METRO=µ y V=Vμ, Obtenemos la ecuación de Clapeyron-Mendeleev para un mol:

Aquí está el volumen de un kilomol de gas y es la constante universal de los gases.

De acuerdo con la ley de Avogadro (1811), el volumen de 1 kmol, el mismo en las mismas condiciones para todos los gases ideales, en condiciones normales condiciones físicas es igual a 22,4136 m 3, por lo tanto

La constante de los gases de 1 kg de gas es.

Ecuación de estado de los gases reales.

En gases reales V La diferencia con las ideales es que las fuerzas de las interacciones intermoleculares son significativas (fuerzas de atracción cuando las moléculas están a una distancia considerable y fuerzas de repulsión cuando están lo suficientemente cerca unas de otras) y no se puede despreciar el propio volumen de las moléculas.

La presencia de fuerzas de repulsión intermoleculares conduce al hecho de que las moléculas sólo pueden acercarse entre sí hasta una distancia mínima determinada. Por tanto, podemos suponer que el volumen libre para el movimiento de moléculas será igual a , de ello se desprende sólo la existencia de calorías. - relación entre energía calórica y térmica:- el volumen más pequeño al que se puede comprimir un gas. De acuerdo con esto, el camino libre de las moléculas disminuye y el número de impactos sobre la pared por unidad de tiempo, y por tanto la presión aumenta en comparación con un gas ideal en la proporción , es decir.

Las fuerzas de atracción actúan en la misma dirección que la presión externa y dan como resultado una presión molecular (o interna). La fuerza de atracción molecular de dos partes pequeñas cualesquiera de un gas es proporcional al producto del número de moléculas en cada una de estas partes, es decir, el cuadrado de la densidad, por lo tanto la presión molecular es inversamente proporcional al cuadrado de la densidad específica. volumen del gas: rmol= un/ v 2 donde Estados Unidos y de - coeficiente de proporcionalidad en función de la naturaleza del gas.

De esto obtenemos la ecuación de van der Waals (1873):

Para grandes volúmenes específicos y presiones relativamente bajas de un gas real, la ecuación de van der Waals prácticamente degenera en la ecuación de estado de Clapeyron para un gas ideal, porque la cantidad a/v 2

(comparado con pag) Y - relación entre energía calórica y térmica:(comparado con v) volverse insignificante.

Desde un punto de vista cualitativo, la ecuación de Van der Waals describe bastante bien las propiedades gasolina de verdad, pero los resultados de los cálculos numéricos no siempre coinciden con los datos experimentales. En varios casos, estas desviaciones se explican por la tendencia de las moléculas de gas reales a asociarse en grupos separados, que consta de dos, tres o más moléculas. La asociación se produce debido a la asimetría del campo eléctrico externo de las moléculas. Los complejos resultantes se comportan como partículas inestables independientes. Durante las colisiones, se rompen, luego se unen nuevamente con otras moléculas, etc. A medida que aumenta la temperatura, la concentración de complejos con una gran cantidad de moléculas disminuye rápidamente y aumenta la proporción de moléculas individuales. Las moléculas polares de vapor de agua presentan una mayor tendencia a asociarse.

ECUACIONES DE ESTADO, ecuaciones que expresan la relación entre un sistema físicamente homogéneo en condiciones termodinámicas. . La ecuación de estado térmica conecta p con el volumen V y el volumen T, así como con la composición (fracciones molares de los componentes). La ecuación de estado calórica expresa la energía interna.energía del sistema en función de V, T y composición. Por lo general, la ecuación de estado, a menos que se indique específicamente, significa térmica. ecuación de estado. De él puedes obtener directamente el coeficiente. térmico Coeficiente de expansión isotérmico compresión, térmica coeficiente (elasticidad). La ecuación de estado es una adición necesaria a la termodinámica. leyes Utilizando las ecuaciones de estado, es posible revelar la dependencia de la termodinámica. funciones de V y p, integran el diferencial. termodinámico ratios, calcular (fugitividades), a través de los cuales se suelen escribir las condiciones. establece una conexión entre las ecuaciones de estado y cualquiera del sistema, expresada en forma de función de sus variables naturales. Por ejemplo, si (energía libre) F se conoce como función de T y V, entonces la ecuación de estado no puede obtenerse utilizando únicamente leyes; se determina a partir de la experiencia o se deriva mediante métodos estadísticos. física., tiene empírico o semiempírico. personaje. A continuación consideramos algunas de las ecuaciones de estado más conocidas y prometedoras.

Ud. La ecuación de estado tiene la forma pV=RT, donde V es el volumen molar, R - . Esta ecuación se obedece a alta rarefacción (ver ecuación de Clapeyron-Mendeleev).

Las propiedades para los pequeños y medianos están bien descritas: pV/RT = 1 + B 2 /V+B 3 /V 2 + ..., donde B 2, B 3 son el segundo, tercero, etc. coeficientes viriales. Para un artículo dado dependen sólo de t. las condiciones están justificadas teóricamente; se demuestra que el coeficiente B 2 está determinado por la interacción. , B 3 - interacción. tres partículas, etc. Enaltas densidades De hecho, la expansión escrita arriba en potencias del volumen recíproco diverge, por lo que la ecuación virial no es adecuada para su descripción. solo sirve para cálculos de componentes

gaseoso B-B . Generalmente se limita al término B 2 /V (raramente B 3 /V 2). En iluminado. dar un experimento. valores de coeficientes viriales, desarrollados y teóricos. métodos para su determinación. Ecuación de estado con segundo coeficiente virial. B 2 se utiliza ampliamente para la fase gaseosa en cálculos en el caso de que no sea demasiado alta (hasta 10 atm). También se utiliza para describir las propiedades de soluciones diluidas de alto peso molecular.

en-en (ver).

Para fines prácticos cálculos en un amplio rango de temperaturas y importante Tienen ecuaciones de estado que pueden describir simultáneamente las propiedades de las fases líquida y gaseosa. Esta ecuación fue propuesta por primera vez por I. Van der Waals en 1873:

p = RT(V-b)-a/V 2, donde a y b son constantes de van der Waals características de una isla determinada (ver). y , desarrollado por cúbico. Ecuaciones de estado que contienen tres o más empíricos. permanente. Una ventaja importante del cúbico. ecuaciones de estado: su simplicidad, gracias a la cual los cálculos por computadora no requieren demasiado tiempo de computadora. para plural En sistemas formados por sustancias no polares o débilmente polares, estas ecuaciones de estado proporcionan lo necesario para el uso práctico. objetivos de precisión.

Para no polares y débiles. sustancias polares La ecuación BVR da resultados muy precisos. Para una sustancia individual contiene ocho parámetros ajustables; para una mezcla, se introducen adicionalmente los parámetros de interacción mixta (“binaria”). Estimar una gran cantidad de parámetros de ajuste es una tarea muy compleja que requiere numerosos y variados experimentos. datos. Los parámetros de la ecuación BVR son conocidos sólo por varios. docenas de, cap. Arr. y no organizacional. . Modificaciones del nivel, destinadas, en particular, a aumentar la precisión de la descripción del santo. artículos específicos, también contiene numero mayor parámetros de ajuste. A pesar de ello, no siempre es posible conseguir resultados satisfactorios para las sustancias polares. La complejidad de la forma dificulta el uso de ecuaciones de estado de este tipo en cálculos de procesos, donde es necesario realizar múltiples evaluaciones de componentes, volumen y sistema.

Al describir mezclas en-en empírico ecuaciones constantes Se considera que los estados dependen de la composición. Para cúbico Para ecuaciones de estado del tipo van der Waals, generalmente se aceptan reglas cuadráticas, según las cuales las constantes a y b para una mezcla se determinan a partir de las relaciones:

donde x i, x j son las fracciones molares de los componentes, los valores a ij y b ij están asociados con constantes para artículos individuales a ii, a jj y b ii, b jj según reglas de combinación:

a ij = (a ii a jj) 1/2 (1-k ij);

6 ij = (b ii +b jj)/2,

donde k ij son los parámetros de ajuste de la interacción mixta, determinados experimentalmente. datos. Sin embargo, las reglas cuadráticas no permiten obtener resultados satisfactorios para los llamados. sistemas asimétricos, cuyos componentes difieren mucho en polaridad y dicen. tamaños, por ejemplo, para mezclas con . M. Huron y J. Vidal formularon en 1979 reglas de un nuevo tipo, basadas en modelos de composición local, que transmiten con éxito la asimetría de las concentraciones. dependencias del exceso de potencial de Gibbs G E para y pueden mejorar significativamente la descripción. La esencia del enfoque es que equiparan los valores de G E, obtenido a partir de las ecuaciones de estado y calculado según el modelo de composición local seleccionado [ecuación de Wilson, NRTL (Ecuación de dos líquidos no aleatoria), UNIQAC (Ecuación universal QUAsi-Química), UNIFAC (Modelo de coeficientes de actividad de grupo funcional UNIque); CM. ].

Esta dirección se está desarrollando intensamente.

Muchos de dos parámetros

Las ecuaciones de estado (van der Waals, virial con un tercer coeficiente virial, etc.) se pueden representar en forma de ecuación de estado reducida: f(p pr, T pr, V pr)= 0, donde p pr = r/r crit, T pr =T/T crit, V pr = V/V crit - dado. A usted los mismos valores p pr y T pr tienen el mismo volumen reducido V np; los factores Z = pV/RT, coeficiente también coinciden.

y alguna otra termodinámica. funciones (ver). Más

enfoque general

, que le permite ampliar el rango de parámetros considerados, está asociado con la introducción de parámetros adicionales en la ecuación de estado dada. Naib, los simples entre ellos son el factor crítico. Z crítico = p crítico V crítico / RT crítico.

y acéntrico factor w = -Ig p pr -1 (en T pr = 0,7). acéntrico El factor es un indicador de la no esfericidad del campo intermolecular. fuerza de un elemento dado (porque es cercano a cero).K. Pitzer propuso utilizar la expansión lineal para calcular el factor.

Junto con los datos empíricos antes mencionados Las ecuaciones de estado han cobrado importancia, las ecuaciones que tienen la capacidad de tener en cuenta las características estructurales y las propiedades intermoleculares. interacción Se basan en las disposiciones de las estadísticas. Teorías y resultados de experimentos numéricos para sistemas modelo. Según estadísticas mol. Interpretación, la ecuación de van der Waals describe un fluido de esferas sólidas atractivas, consideradas en la aproximación de campo medio. En las nuevas ecuaciones, en primer lugar, se aclara el miembro de la ecuación de van der Waals, determinado por las fuerzas de repulsión entre partículas. Mucho más precisa es la aproximación de Cariahan-Starling, que se basa en los resultados numéricos del fluido de esferas sólidas en una amplia gama de densidades. Se utiliza en muchas ecuaciones de estado, sin embargo grandes oportunidades

Disponemos de ecuaciones de estado para sistemas modelo de partículas sólidas, que tienen en cuenta la asimetría del mol. formas. Por ejemplo, en la ecuación BACK (Boublik-Alder-Chen-Kre-glewski), la ecuación de estado del fluido de partículas sólidas con forma de mancuernas se utiliza para estimar la contribución de las fuerzas repulsivas. Para tener en cuenta la contribución de las fuerzas de atracción se utiliza una expresión que se aproxima a los resultados obtenidos por el mol. dinámica de un fluido con potenciales entre partículas, como un pozo rectangular (ver). La ecuación BACK y sus análogos permiten describir mezclas que no contienen componentes de alto punto de ebullición con suficiente precisión. Característica de la descripción de mezclas de org de alto punto de ebullición.