Toestandsvergelijking

Toestandsvergelijkingen zijn vergelijkingen die het verband uitdrukken tussen verschillende grootheden die toestandsfuncties zijn, zoals temperatuur, volume en druk, waardoor een thermodynamisch systeem wordt bepaald.

De algemene gedaante van een toestandsvergelijking voor een homogeen systeem is

$f(P,V,T)=0$

met P = druk, V = volume, T = temperatuur.

Voorbeelden

• Voor een ideaal gas is dit de algemene gaswet of wet van Boyle-Gay Lussac:

$PV=nRT\,$

met n = chemische hoeveelheid gas (in mol) en R de gasconstante (8,314472 J·K⁻¹mol⁻¹).

• Voor een reëel gas is de Van der Waalsvergelijking een benaderende toestandsvergelijking:

$(P+{\frac {an^{2}}{V^{2}}}).(V-nb)=nRT\,$

met a en b constanten die afhankelijk zijn van het gas, waarbij a de onderlinge aantrekkingskracht van de moleculen voorstelt en b het 'eigenvolume' van de moluculen. Als V zeer groot is of n zeer klein (d.i. als het gas voldoende sterk verdund is), herleidt deze vergelijking zich tot de algemene gaswet.