气体与分子运动论
压缩因子
假设你想一眼看出,一种真实气体偏离理想行为有多远。压缩因子正是这样一张记分卡:一个写作 Z 的单一数字,它告诉你气体是否表现得像理想气体,若不是,又偏向了哪个方向。
它被定义为气体实际表现与同样条件下理想气体表现之比——形式上,Z 等于 PV 除以 nRT。对完全理想的气体,Z 恰为一。当分子间的吸引占主导时,气体比理想更易压缩,Z 落到一以下;当高压下分子自身的体积占主导时,气体抗拒压缩,Z 升到一以上。
压缩因子作为真实气体的实用语言而重要。把某种气体的 Z 对压强作图,一眼便能看出理想气体状态方程在哪里安全、在哪里会把你引入歧途——这在设计输气管线、储气罐和任何高压过程时都是必不可少的知识。
对于中等压强下的氮气,Z 略低于一,表明吸引力使它比理想情形稍微更易压缩;把它压到数百个大气压,Z 便升到一以上,因为这时分子自身的体积占了上风。
Z 小于一意味着吸引占上风;Z 大于一意味着分子体积占上风。
Z 不是气体的固定属性;它随温度和压强而变。同一种气体在一组条件下 Z 可能小于一,在另一组条件下又大于一,而当压强趋近于零时,每种气体的 Z 都趋向一。
又称
另见