PERSAMAAN KEADAAN

Kondisi-kondisi di mana suatu bahan tertentu eksis dideskripsikan melalui kuantitas-kuantitas fisik seperti tekanan, volume, suhu, dan jumlah bahan.Sebagai contoh, sebuah tangki yang berisi oksigen pada suatu perangkat pengecoran memiliki penunjuk tekanan dan label yang menyatakan volumenya.Kita dapat menambahkan sebuah termometer dan menempatkan tangki pada timbangan untuk menentukan massanya.Sejumlah variabel itu mendeskripsikan keadaan dari bahan dan disebut sebagai variabel keadaan (state variable). 

Volume (V) dari bahan biasanya ditentukan dengan tekanan (p), suhu (T), dan jumlah bahan, yang dideskripsikan oleh massa (m) atau jumlah mol(n).Biasanya, kita tidak dapat mengubah salah satu variabel itu tanpa menyebabkan perubahan pada yang lainnya.Ketika tangki oksigen menjadi lebih panas tekanannya naik. Jika terlalu panas, tangki akan meledak ini terkadang terjadi pada ketel uap yang mengalami overheat. 

Dalam beberapa kasus, hubungan antara p, V, T. dan m (atau n) cukup sederhana sehingga kita dapat menyatakannya sebagai sebuah persamaan yang disebut persamaan keadaan(equation of state). Ketika hubungan-hubungan tersebut menjadi terlalu rumit, kita gunakan grafik-grafik dari  tabel numerik. Namun demikian, masih terdapat hubungan antar variabel; kita menyebutnya sebagai sebuah persamaan keadaan, walaupun kita tak mengetahui persamaan sebenarnya. 

Berikut ini sebuah persamaan keadaan sederhana (walaupun berupa pendekatan) untuk bahan padat. Koefesien suhu pemuaian volumeβ adalah perubahan volume fraksional,ΔV/V₀ per satuan perubahan suhu, dan kompresibilitas  k  adalah negatif dari perubahan volume fraksional ΔV/V₀ per satuan perubahan tekanan. Jika sejumlah bahan tertentu memiliki volume V₀ketika tekanannya adalah p₀ dan suhunya adalah T₀, volume V yang sedikit mengubah tekanan p dan suhu T didekati dengan

…..1

(Terdapat tanda negatif di depan sukuk(p - p₀) karena kenaikan tekanan menyebabkan penurunan volume.) Persamaan di atas disebut persamaan keadaan untuk bahan.

Gambar di samping menunjukkan sebuah perangkat hipotetis untuk mempelajari perilaku gas.Tekanan p, volume V, suhu T, dan jumlah mol dari suatu gas dapat dikendalikan dan diukur.