状態方程式

どの熱力学系でも、物質の状態は、物理変数の圧力、体積、温度、物質の総質量またはモル数によって記述されます。

これらの物理変数は状態変数と呼ばれ、これらの物理変数を相互に関連付ける方程式は状態方程式と呼ばれます。

たとえば、水で満たされたやかんを考えてみましょう。ケトル内の水の状態は、初期体積、圧力、および温度によって定義されます。水が加熱されると、水が占める体積は温度とともに増加します。

蒸気に変換された温水は、ケトルの上部でより大きな体積を占め、水に高い圧力をかけます。この過剰な圧力は、蒸気が注ぎ口から漏れると解放されます。

蒸気、つまり気体水は、これらの状態変数の新しい値によって記述されます。

物質の状態は、状態変数の1つを変更することで変更でき、これにより他の状態変数も変更されます。