状态方程

表征流体热力学参量的关系式
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状态方程是表征流体压强、流体密度、温度等三个热力学参量的函数关系式。不同流体模型有不同的状态方程。它可用下述关系表示p=p(ρT)或U=U(ρT)来表示，式中p为压强；ρ为流体密度；T为热力学温度；U为单位质量流体的内能。完全气体的状态方程为p=ρRT，式中R为气体常数;；R=287. 14m²/(s²K)。比热为常数的完全气体的状态方程为U=CvT，式中Cv为定容比热。

简介

物质在平衡状态下p－V－T关系的数学方程。当压力足够低时，各种气体的
关系存在简单的规律。1661年，英国化学和物理学家R.玻意耳根据实验得出结论：在恒温下，一定量气体的体积与压力成反比。这一规律，后称玻意耳定律。1802年，法国化学家J.-L.盖-吕萨克发现：在恒压下一定量气体的体积与绝对温度成正比，后称盖－吕萨克定律。1811年，意大利物理学家A.阿伏伽德罗提出：在恒温恒压下，同体积任何气体的摩尔数相同，后称阿伏伽德罗定律。由这三个定律导出理想气体状态方程：
式中R为摩尔气体常数,其值为
；p、T和Vm分别为压力、绝对温度和摩尔体积。此式亦可根据对理想气体的假设（分子间无作用力，分子本身体积可忽略），由气体分子运动理论导出。
低压下的实际气体接近于理想气体。压力升高时，实际气体的
关系都会偏离理想气体状态方程。随着化肥工业、石油化工等的发展，高压过程的应用日趋增多，促进了实际气体状态方程的研究。这种状态方程迄今已提出了几百个，但仅有十多个得到广泛应用。所有实际气体状态方程在压力趋于零时，都还原为理想气体状态方程。状态方程的研究可用理论方法和半经验方法，各自得到相应的状态方程。