氣體動理論與理想氣體

凡得瓦方程式

/ vahn der VAHLS /

一條「修正版」的理想氣體定律,承認真實分子會占據空間、也會彼此輕微吸引。它把 P V = n R T 加以彎折,好在較高壓、較低溫,也就是理想模型失準的區域,貼近真實氣體。

精確地說:(P + a n^2 / V^2)(V - n b) = n R T。其中 a n^2/V^2 這一項修正分子間的吸引力,因為吸引力會稍稍降低氣體實際施加的壓力;b 這一項則扣掉分子本身占據的體積,畢竟它們並非真正的點。這裡的 a 與 b 是針對每種氣體量身擬合的常數。

為什麼重要:它是第一條能描述氣體凝結為液體與臨界點的方程式,是從理想化邁向真實的誠實一步。它仍只是近似,也存在更精確的狀態方程,但它用簡單的形式抓住了正確的物理。凡得瓦因這項工作獲得 1910 年諾貝爾獎。

在接近凝結點時,二氧化碳明顯偏離理想氣體的行為,凡得瓦方程式描述它的效果遠比單用 P V = n R T 好。

加入分子體積與吸引力修正後的氣體方程。

當 a 趨近 0、b 趨近 0(也就是高溫下的稀薄氣體)時,凡得瓦方程式就退回理想氣體定律。

又称
van der Waals equation of state凡得瓦方程