Teorema dels estats corresponents

Termodinàmica
Branques Clàssica · Estadística · Química Equilibri / No-equilibri
Lleis Zero · Primera · Segona · Tercera
Sistemes Estat: Equació d'estat Gas ideal · Gas real Estat de la matèria · Equilibri Volum de control · Instruments Processos: Isobàric · Isocor · Isotèrmic Adiabàtic · Isentròpic · Isentàlpic Quasiestàtic · Politròpic Expansió lliure Reversible · Irreversible Endoreversibilitat Cicles: Màquina tèrmica · Bomba de calor · Rendiment tèrmic
Propietats del sistema Diagrames Propietats intensives i extensives Funcions d'estat: Temperatura / Entropia (intro.) † Pressió / Volum † Potencial químic / Nombre de partícules † († Variables conjugades) Títol de vapor Propietats reduïdes Funcions de procés: Treball · Calor
Propietats dels materials Capacitat tèrmica específica  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Compressibilitat  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Dilatació tèrmica  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$ Bases de dades termodinàmiques per substàncies pures
Equacions Teorema de Carnot · Teorema de Clausius · Relació fonamental · Llei dels gasos ideals · Relacions de Maxwell Taula d'equacions termodinàmiques
Potencials Energia lliure · Entropia lliure Energia interna ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpia ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Energia lliure de Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Energia lliure de Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
Científics Bernoulli · Carnot · Clapeyron · Clausius · von Helmholtz · Carathéodory · Pierre Duhem · Gibbs · Joule · Maxwell · von Mayer · Rankine · Smeaton · Stahl · Thomson · Thompson · Waterson

Segons van der Waals, el teorema dels estats corresponents (o principi dels estats corresponents) indica que tots els fluids, quan es comparen amb la mateixa temperatura reduïda i pressió reduïda, tenen aproximadament el mateix factor de compressibilitat i es desvien del comportament de gas ideal en més o menys el mateix grau.^[1][2] El teorema es va originar amb el treball de Johannes Diderik van der Waals als voltants de 1873^[3] quan va fer servir la temperatura crítica i la pressió crítica per caracteritzar un fluid.

L'exemple més importa és l'equació de van der Waals, la forma reduïda del qual s'aplica a tots els fluids.

Factor de compressibilitat en el punt crític

El factor de compressibilitat en el punt crític, que es defineix com ${\displaystyle Z_{c}={\frac {p_{c}}{n_{c}k_{B}T_{c}}}}$ (on el subíndex ${\displaystyle c}$ indica el punt crític) es prediu per moltes equacions d'estat com una constant independent de la substància; per exemple, l'equació de van der Waals prediu un valor de ${\displaystyle 3/8=0.375}$.

Substància	Valor
H₂O	0,23[4]
^4He	0,31[4]
He	0,30[5]
H₂	0,30[5]
Ne	0,29[5]
N₂	0,29[5]
Ar	0,29[5]

Referències

1. Tester, Jefferson W.; Modell, Michael. Thermodynamics and its applications. Prentice Hall, 1997. ISBN 0-13-915356-X. 
2. Çengel Y.A.; Boles M.A.. Thermodynamics: An Engineering Approach. Sixth Edition. McGraw Hill, 2007, p. 141. ISBN 97800071257718. 
3. A Four-Parameter Corresponding States Correlation for Fluid Compressibility Factors Arxivat 2007-03-17 a Wayback Machine., Walter M. Kalback and Kenneth E. Starling, Universitat d'Oklahoma.
4. Goodstein, David. «Critical Phenomena and Phase Transitions». A: States of Matter. cap. 6. 1st. Toronto: General Publishing Company, 1985, p. 452. ISBN 0-486-64927-X. 
5. de Boer, J. «Quantum theory of condensed permanent gases I the law of corresponding states». Physica. Elsevier [[[Utrecht (city)|Utrecht]], Netherlands], 14, April 1948, pàg. 139–148. Bibcode: 1948Phy....14..139D. DOI: 10.1016/0031-8914(48)90032-9 [Consulta: 8 desembre 2009].

Vegeu també

• Equació de van der Waals
• Factor de compressibilitat
• Johannes Diderik van der Waals

Enllaços externs

• Properties of Natural Gases (anglès)