Stefano Stefano   39-08-02 00:00 (0) 이 질문에 답을 하는 것은 열역학제1법칙을 모두 망라해야 합니다. 열역학을 배우지 않고 이를 이해하기는 어렵기 때문에 가장 기초적인 것 몇가지만 설명하면 다음과 같습니다. (1) 상태방정식은 그 유체의 양, 온도, 압력, 부피간의 상관관계를 수식으로 나타낸 것입니다. 여기서의 온도, 압력, 부피등은 모두 기본적 열역학적 특성치입니다.  이외에도 유체가 가지는 비열, 상변화에너지, 엔탈피, 엔트로피, 내부에너지, 외부에너지, 자유에너지, 화학포텐셜, 밀도, 비용적, 등이 모두 상태방정식으로 상호관련 수식으로 나타낼 수 있고 다른 열역학적 변수(이것도 열역학적 특성치)들이 정해지면 따라서 정해지기 때문에 상태함수라고 부릅니다. 상태함수를 나타내는 수식에서 독립변수와 종속변수가 따로 구분되지 않습니다. 다른 변수가 정해지면 나머지는 자연히 정해지기 때문에 모두가 열역학적 함수 즉 열역학적 특성치가 됩니다. (2) 어느 상태함수를 나타낼 때 이를 나타내는 변수가 몇개인가는 바로 "자유도"라고 합니다. 예를 들어 열역학적 변수 5개로 나타낸 함수는 변수 5개가 모두 (아유롭게) 정해지면 그 함수는 다른 값을 가질 수 없이 자연히 정해지기 때문에 자유도는 5가 되는 것입니다.  (3) 상태방정식(상태함수)의 특징은 경로에 관계없이 최종조건이 같으면 같은 상태의 열역학적 특성값을 갖는다는 것입니다. 예를 들어 가스를 압축, 가열한 후 원래의 온도와 압력으로 다시 맞추어 주면 부피는 원래의 부피를 나타내게 됩니다. 이와는 대조적으로 경로와 관련이 있는 대표적인 경우가 열역학 2법칙에서 취급하는 일( Work)이 있는데 이는 경로에 따라 소요되는 일이 달라져서 상태함수에 포함될 수가 없습니다.      (4) 상태방정식들은 오랜기간에 걸쳐 물리학자 화학자들의 많은 실험으로 얻어진 것인데 고등학교과정에서 배우는 보일의 법칙, 샤를의 법칙 등으로부터 많은 모델수식이 알려져 있습니다.  기체방정식(이상기체방정식) 이외에도 수많은 상태합수가 있고 열수지식도 상태방정식의 일종이 됩니다. (5) 앞서 언급한 온도, 압력,...등 모든 열역학적 특성치는 양에 관계없는 특성치와 양과 무관한 특성치로 구분됩니다. 부피, 질량, 등은 양에 따라 달라집니다.  반면 온도, 압력, 밀도, 등은 양에 관계가 없는 특성치입니다.  전자를 Extensive Factor(시량요소, 혹은 시량특성치) 후자를 Intensive Factor(시강요소, 시강특성치)라고 부릅니다. (6) 기액 평형도 기체 액체의 상태방정식에 의해 결정됩니다.  성분이 일정한 액상의 혼합물과 평형을 이루고 있는 기상의 혼합물은 온도, 압력, 액상농도, 등이 정해지면 기상에서의 농도는 정해져 버립니다. 즉 기상에서 다른 농도를 나타낼 수가 없습니다. (7) Virial 상태방정식은 상태함수가 단순한 수식으로 나타낼 수 없는 비선형 관계를 가지는 경우 흔히 나타내는 방법중의 하나입니다. 예를 들어 비열을 A + BT + CT^2+..등과 같은 방법으로 나타내는 방법을 말합니다. (8) 물리학적 평형이나 화학평형을 막론하고 모두 경로에 관련없이 상태방정식에 의해 평형이 결정됩니다. 성분이 복잡하게 구성되는 방정식은 각 성분의 화학포텐셜이라는 특성치를 이용해서 나타내기 때문에 성분의 종류가 많을수록 자유도도 함께 늘어나  더욱 복잡한 수식이 되어버립니다.  (9) 결론적으로.. 물질의 열역학에서 상태방정식은 어느 열역학적 특성치를 모를 때 다른 열역학적 특성치로부터 구할 수 있는 열역학적 함수식을 말합니다. 상태방정식에 사용되는 열역학적 변수 뿐만 아니라 여기서 유도되는 열역학적 함수는 모두 열역학적 특성치가 됩니다.   이들 상태함수는 지나온 경로에 무관한 함수들입니다. (곰이 재주를 넘거나 산을 넘어와도 곰은 곰인 것과 같습니다. 힘들여 산을 넘는데 쏟은 에너지는 상태함수가 아닙니다. )  (남들은 수년 혹은 수십년간 익힌 지식을 한순간에 습득하려고 하지 말고 관련 전문 서적을 찾아 시간을 가지고 탐독하도록 하세요 (0) 이 질문에 답을 하는 것은 열역학제1법칙을 모두 망라해야 합니다. 열역학을 배우지 않고 이를 이해하기는 어렵기 때문에 가장 기초적인 것 몇가지만 설명하면 다음과 같습니다. (1) 상태방정식은 그 유체의 양, 온도, 압력, 부피간의 상관관계를 수식으로 나타낸 것입니다. 여기서의 온도, 압력, 부피등은 모두 기본적 열역학적 특성치입니다. 이외에도 유체가 가지는 비열, 상변화에너지, 엔탈피, 엔트로피, 내부에너지, 외부에너지, 자유에너지, 화학포텐셜, 밀도, 비용적, 등이 모두 상태방정식으로 상호관련 수식으로 나타낼 수 있고 다른 열역학적 변수(이것도 열역학적 특성치)들이 정해지면 따라서 정해지기 때문에 상태함수라고 부릅니다. 상태함수를 나타내는 수식에서 독립변수와 종속변수가 따로 구분되지 않습니다. 다른 변수가 정해지면 나머지는 자연히 정해지기 때문에 모두가 열역학적 함수 즉 열역학적 특성치가 됩니다. (2) 어느 상태함수를 나타낼 때 이를 나타내는 변수가 몇개인가는 바로 "자유도"라고 합니다. 예를 들어 열역학적 변수 5개로 나타낸 함수는 변수 5개가 모두 (아유롭게) 정해지면 그 함수는 다른 값을 가질 수 없이 자연히 정해지기 때문에 자유도는 5가 되는 것입니다. (3) 상태방정식(상태함수)의 특징은 경로에 관계없이 최종조건이 같으면 같은 상태의 열역학적 특성값을 갖는다는 것입니다. 예를 들어 가스를 압축, 가열한 후 원래의 온도와 압력으로 다시 맞추어 주면 부피는 원래의 부피를 나타내게 됩니다. 이와는 대조적으로 경로와 관련이 있는 대표적인 경우가 열역학 2법칙에서 취급하는 일( Work)이 있는데 이는 경로에 따라 소요되는 일이 달라져서 상태함수에 포함될 수가 없습니다. (4) 상태방정식들은 오랜기간에 걸쳐 물리학자 화학자들의 많은 실험으로 얻어진 것인데 고등학교과정에서 배우는 보일의 법칙, 샤를의 법칙 등으로부터 많은 모델수식이 알려져 있습니다. 기체방정식(이상기체방정식) 이외에도 수많은 상태합수가 있고 열수지식도 상태방정식의 일종이 됩니다. (5) 앞서 언급한 온도, 압력,...등 모든 열역학적 특성치는 양에 관계없는 특성치와 양과 무관한 특성치로 구분됩니다. 부피, 질량, 등은 양에 따라 달라집니다. 반면 온도, 압력, 밀도, 등은 양에 관계가 없는 특성치입니다. 전자를 Extensive Factor(시량요소, 혹은 시량특성치) 후자를 Intensive Factor(시강요소, 시강특성치)라고 부릅니다. (6) 기액 평형도 기체 액체의 상태방정식에 의해 결정됩니다. 성분이 일정한 액상의 혼합물과 평형을 이루고 있는 기상의 혼합물은 온도, 압력, 액상농도, 등이 정해지면 기상에서의 농도는 정해져 버립니다. 즉 기상에서 다른 농도를 나타낼 수가 없습니다. (7) Virial 상태방정식은 상태함수가 단순한 수식으로 나타낼 수 없는 비선형 관계를 가지는 경우 흔히 나타내는 방법중의 하나입니다. 예를 들어 비열을 A + BT + CT^2+..등과 같은 방법으로 나타내는 방법을 말합니다. (8) 물리학적 평형이나 화학평형을 막론하고 모두 경로에 관련없이 상태방정식에 의해 평형이 결정됩니다. 성분이 복잡하게 구성되는 방정식은 각 성분의 화학포텐셜이라는 특성치를 이용해서 나타내기 때문에 성분의 종류가 많을수록 자유도도 함께 늘어나 더욱 복잡한 수식이 되어버립니다. (9) 결론적으로.. 물질의 열역학에서 상태방정식은 어느 열역학적 특성치를 모를 때 다른 열역학적 특성치로부터 구할 수 있는 열역학적 함수식을 말합니다. 상태방정식에 사용되는 열역학적 변수 뿐만 아니라 여기서 유도되는 열역학적 함수는 모두 열역학적 특성치가 됩니다. 이들 상태함수는 지나온 경로에 무관한 함수들입니다. (곰이 재주를 넘거나 산을 넘어와도 곰은 곰인 것과 같습니다. 힘들여 산을 넘는데 쏟은 에너지는 상태함수가 아닙니다. ) (남들은 수년 혹은 수십년간 익힌 지식을 한순간에 습득하려고 하지 말고 관련 전문 서적을 찾아 시간을 가지고 탐독하도록 하세요