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状態方程式 ジョウタイホウテイシキ

百科事典マイペディアの解説

状態方程式【じょうたいほうていしき】

均質な等方性物体に対し,温度,圧力,体積(または密度)の間に成り立つ関係式。理想気体においてはボイル=シャルルの法則に該当するpV=nRT(pは圧力,Vは体積,nはモル数,Rは気体定数,Tは絶対温度)の関係が成り立つ。
→関連項目シャルルの法則分子量ボイル=シャルルの法則理想気体

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法則の辞典の解説

状態方程式【equation of state】

状態式*の項も参照.気体の状態方程式のほか,高温,高圧下における固体の状態方程式としては,グリューンアイゼンの状態方程式*などが重要である.液体の状態方程式としては,タンマンの状態方程式*テイトの状態方程式*などが用いられている.それぞれの項を参照されたい.

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世界大百科事典 第2版の解説

じょうたいほうていしき【状態方程式 equation of state】

熱平衡にある物質状態量の間には,ある種の関係式が成り立つ。これを状態方程式,あるいは単に状態式という。物質は非常に多数の分子から構成されるので,微視的な立場からみると変数は非常に多いが,熱平衡状態における物質の熱力学的な性質は,通常,物質の状態のみによって定まる巨視的な量である状態量と呼ばれる少数の量で記述される。状態量として圧力p,体積V,絶対温度Tをとった場合,ふつうp,V,Tの間の関係式を状態方程式と呼んでいる。

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大辞林 第三版の解説

じょうたいほうていしき【状態方程式】

組成が一定で均質な物質の一定量について、その圧力( P )・体積( V )・温度( T )の三つの状態変数の間に成立する関係式。理想気体の状態方程式 P V n R T n は気体のモル数、 R は気体定数)はその代表例。状態式。

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

状態方程式
じょうたいほうていしき

状態式」のページをご覧ください。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

状態方程式
じょうたいほうていしき
equation of state

圧力、温度、体積を三つの変数として物体の状態を表す式。状態式ともいう。したがって気体、液体、固体のそれぞれについて状態式があるが、通常は気体の場合が多く、そのなかでも理想気体の状態式PVnRTがよく知られている。ここにPVTはそれぞれ圧力、体積、温度を、nはモル数、Rは気体定数を示す。普通はn=1すなわち1モルの式を状態式ということが多い。ボイル‐シャルルの法則(ボイル‐ゲイ・リュサックの法則)から導かれる式である。実際に存在する気体については、分子がある大きさをもっていることや、分子間の引力や反発力があるために、理想気体のような簡単な式では表せず、適当な補正項を加えなければならない。補正項に関しては数多くの人々が条件に応じて経験的あるいは理論的に考え、多くの関係式がみいだされているが、そのなかでもオランダの物理学者ファン・デル・ワールスの状態方程式がもっともよく知られている。[戸田源治郎・中原勝儼]
 実際の気体では気体分子間に作用しあっている力や気体分子の大きさを無視することができないので、それらを考慮してなるべく正確に表そうとしたのが

の形の式であり、ビリアルの式とよばれている。ここでBC、……は温度Tのみの関数であり、第2、第3、……ビリアル係数とよばれる。通常、Bは低温では負、温度が上がると増加して正となり、極大を経てさらに高温になるとゆっくり減少するものであり、B=0となる温度はボイル温度とよばれる。もっと簡単な近似式としてよく知られているのはファン・デル・ワールスの状態方程式であり、

と書かれる。ここでaおよびbはそれぞれ分子間引力および分子の大きさに関係した定数であり、それぞれの気体について定まるものである。
 PVTをそれぞれ直角座標軸にとれば、状態方程式は一つの曲面で表されるが、普通は一つの変数を一定とし、他の二つの間の関係を平面上に示す方法がとられる。Tを一定としてPVの関係を描いたものは等温曲線とよばれる。多くの温度に対する等温曲線を描けば、PVTの間の関係を詳しく示すことができる。[平野賢一]

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世界大百科事典内の状態方程式の言及

【気体】より

…分子間の相互作用が0であるような理想的な気体を理想気体という。
[状態方程式]
 一定量の気体の圧力p,体積V,絶対温度Tの間には一定の関係が成り立つ。これを気体の状態方程式という。…

※「状態方程式」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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