Озера являются экосистемами, в которых все компоненты взаимосвязаны. При отсутствии внешних воздействий озера достигают некоторого состояния равновесия с окружающей средой, что со временем приводит к более или менее стабильному положению, когда организмы, обитающие в озерах, приспосабливаются к существующим условиям.

Однако озера редко пребывают в равновесном состоянии. Напротив, они часто используются как источники воды для орошения, питьевой воды, для сельскохозяйственных нужд или же для сброса таких продуктов современной цивилизации, как сточные воды предприятий, ливневые и сельскохозяйственные стоки. Озера загрязняются все возрастающим количеством пестицидов, гербицидов и попадающих в воду из воздуха органических соединений, таких, как полихлорированные бифенилы, а также кислотными дождями, образующимися в результате выбросов загрязняющих веществ двигателями автомобилей и тепловыми электростанциями. В них проникают чуждые им виды растений и животных, заносимые рыбаками на днищах судов и иными случайными способами. Угрожающие размеры принимает эвтрофикация, или избыточное обогащение озер питательными веществами из антропогенных источников, которое наносит значительный экологический ущерб. В некоторых случаях большие, имеющие хозяйственное значение озера находятся даже под угрозой полного исчезновения. Так, например, объем воды в Аральском море (крупном соленом озере) сократился в настоящее время вдвое вследствие разбора на орошение вод впадающих в него Амударьи и Сырдарьи. В результате его соленость возросла почти в три раза (с 9,6-10,3‰ до 27-30‰). Обнажившиеся участки морского дна развеваются пыльными бурями, что приводит к выносу солей и пестицидов и осаждению их в пределах близлежащих заселенных территорий.

Загрязнение озер - очень серьезная проблема. Например, чтобы снизить эвтрофикацию водоемов, во многих странах приняты законы по ограничению концентрации фосфора в водах, прошедших через очистные станции и которые могут попасть в озера. Сформировалась целая наука о восстановлении озер, базирующаяся главным образом на эмпирических соотношениях, связывающих такие показатели, как обилие водорослей и прозрачность воды, с концентрациями фосфора в озерных водах. В некоторых регионах регулируется забор воды из озер. Тщательно изучается применение пестицидов.

величины, характеризующие изменение какого-либо параметра, входящего в термическое Уравнение состояния термодинамической системы (объёма V, давления р), в зависимости от др. параметра (давления р, температуры Т) в определённом термодинамическом процессе. Различают изотермический коэффициент сжатия (изотермическая сжимаемость) ; адиабатный коэффициент сжатия (адиабатическая сжимаемость) ; изохорный коэффициент давления и изобарный коэффициент расширения (коэффициент объёмного расширения) .

связывает давление р, объём V и температуру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического (См. Равновесие термодинамическое): f (p, V, Т) = 0. Это уравнение называется термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутреннюю энергию (См. Внутренняя энергия) системы U как функцию какого-либо двух из трёх параметров р, V, Т. Термическое У. с. позволяет выразить давление через объём и температуру р = p (V, Т) и определить элементарную работу δA = = pδV при бесконечно малом расширении системы δV. У. с. является необходимым дополнением к термодинамическим законам, которое делает возможным их применение к реальным веществам. Оно не может быть выведено с помощью одних только законов термодинамики (См. Термодинамика), а определяется или рассчитывается теоретически на основе представлений о строении вещества методами статистической физики (См. Статистическая физика). Из первого начала термодинамики (См. Первое начало термодинамики) следует лишь существование калорического У. с., а из второго начала термодинамики (См. Второе начало термодинамики) - связь между термическим и калорическим У. с. , откуда вытекает, что для идеального газа (См. Идеальный газ)внутренняя энергия не зависит от объёма = 0. Термодинамика показывает, что для вычисления как термического, так и калорического У. с., достаточно знать любой из потенциалов термодинамических (См. Потенциалы термодинамические) в виде функции своих параметров. Например, если известна Гельмгольцева энергия F как функция Т и V, то У. с. находят дифференцированием:

, .

Примерами У. с. для газов может служить Клапейрона уравнение для идеального газа pυ = RT, где R - Газовая постоянная, υ - объём 1 моля газа;

Ван-дер-Ваальса уравнение , где а и b - постоянные, зависящие от природы газа и учитывающие влияние сил притяжения между молекулами и конечность из объёма, вириальное У. с. для неидеального pυ / RT = 1 + B (T)/ υ + С (Т)/ υ² +.., где В (Т), С (Т)... - 2-й, 3-й и т.д. вириальные коэффициенты, зависящие от сил взаимодействия между молекулами (см. Газы). Это уравнение является наиболее надёжным и теоретически обоснованным У. с. для газов и позволяет объяснить многочисленные экспериментальные результаты на основании простых моделей межмолекулярного взаимодействия (См. Межмолекулярное взаимодействие). Были предложены также различные эмпирические У. с., основанные на экспериментальных данных о теплоёмкости и сжимаемости. У. с. неидеальных газов указывает на существование критической точки (с параметрами p_k, V_k, T_k), в которой газообразная и жидкая фазы становятся идентичными (см. Критическое состояние). Если У. с. представить в виде приведенного У. с., т. е. в безразмерных переменных p/p_k, V/V_k, T/T_k, то при не слишком низких температурах это уравнение мало меняется для различных веществ (закон соответственных состояний (См. Соответственные состояния)).

Для равновесного излучения, или фотонного газа, У. с. определяется Планка законом излучения (См. Планка закон излучения) для средней плотности энергии.

Для жидкостей из-за сложности учёта всех особенностей взаимодействия молекул пока не удалось теоретически получить общее У. с. Уравнение Ван-дер-Ваальса хотя и применяют для качественной оценки поведения жидкостей, но оно по существу неприменимо ниже критической точки, когда возможно сосуществование жидкой и газообразной фаз. У. с., хорошо описывающее свойства ряда простых жидкостей, можно получить из приближённых теорий жидкого состояния типа теории свободного объёма или дырочной теории (см. Жидкость). Знание распределения вероятности взаимного расположения молекул (парной корреляционной функции) принципиально позволяет вычислить У. с. жидкости, но эта задача очень сложна и полностью ещё не решена даже с помощью вычислительных машин.

Для твёрдых тел термическое У. с. определяет зависимость модулей упругости (См. Модули упругости) от температуры и давления. Оно может быть получено на основании теории теплового движения в кристаллах, рассматривающей Фононы и их взаимодействие, но пока общего У. с. для твёрдых тел не найдено.

Для магнитных сред элементарная работа при намагничивании равна δA = -НδМ, где М - магнитный момент, Н - напряжённость магнитного поля. Следовательно, зависимость М = М (Н, Т) представляет собой магнитное У. с.

Для электрически поляризуемых сред элементарная работа при поляризации равна δA = -ЕδР где Р - поляризация, Е - напряжённость электрического поля, следовательно, У. с. имеет вид Р = (Е, Т).

Лит.: Хилл Т., Статистическая механика, пер. с англ., М., 1960; Вукалович М. П., Новиков И. И., Уравнение состояния реальных газов, М. - Л., 1948; Мейсон Э., Сперлинг Т., Вириальное уравнение состояния, пер. с англ., М., 1972; Лейбфрид Г., Людвиг В., Теория ангармонических эффектов в кристаллах, пер. с англ., М., 1963. См. также лит. при статьях Статистическая физика и Термодинамика.

Д. Н. Зубарев.