állapotegyenlet

Az állapotegyenlet olyan matematikai összefüggés, amely egy termodinamikai rendszer állapotát jellemző állapotváltozók közötti kapcsolatot ad meg. Az ilyen egyenletek leírják, hogyan kapcsolódnak egymáshoz a nyomás (P), a térfogat (V), a hőmérséklet (T) és az anyagmennyiség vagy összetétel, anélkül hogy a rendszer kialakulási útja vagy a folyamat részletei befolyásolnák az eredményt.

Egy komponensű vagy egyszerűbb rendszernél ezek a változók elegendőek a rendszer állapotának leírására, de többkomponensű vagy fázisváltozásos esetekben további állapotváltozók és összefüggések szükségesek.

A legismertebb állapotegyenlet az ideális gázoké: PV = nRT. Ez a modell feltételezi, hogy a részecskék pontszerűek, közöttük nincsenek kölcsönhatások, és a térfogat és hőmérséklet között egyenesen megadható kapcsolat áll fenn. Nem ideális gázoknál vagy folyadékoknál ennél összetettebb állapotegyenletekre van szükség, például a van der Waals-, Redlich–Kwong-, Peng–Robinson-típusú modellek közül több is használható.

Az állapotegyenletet gyakorlatban folyamatok tervezésére és elemzésére használják: sűrítés, hűtés, keverékek összetételének és sűrűségének becslése, fázishatárok meghatározása és állapotfeladatok megoldása.

Fontos megjegyezni, hogy az állapotegyenlet egy modell, amelyet kísérleti adatokkal és/vagy statisztikus mechanikából származó elvekkel kalibrálnak. A valós rendszerekben a modellek érvényessége korlátozott lehet, különösen extrém nyomásokon vagy vezető kölcsönhatások esetén.