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範德瓦耳斯方程

範德瓦耳斯方程(Van der Waals equation),也被稱為範德華方程,是荷蘭物理學家範德瓦耳斯(van der Waals)於1873年提出的一種實際氣體狀態方程。這個方程是對理想氣體狀態方程的改進,其特點在於考慮了氣體分子自身的大小和分子之間的相互作用力,從而更好地描述了氣體的巨觀物理性質。

範德瓦耳斯方程的具體形式為:

(p+an^2/V^2)(V-nb)=nRT

其中:

p為氣體的壓強

a'為度量分子間引力的唯象參數

b'為單個分子本身包含的體積

v為每個分子平均占有的空間大小(即氣體的體積除以總分子數量)

k為玻爾茲曼常數

T為絕對溫度

V為總體積

n為摩爾量(number of moles)

a為度量分子間引力的參數

b為1摩爾分子本身包含的體積之和(b'=NAb')

R為普適氣體常數

NA為阿伏加德羅常數

在上述方程中,必須嚴格區分總體平均性質和單個分子的性質。這個方程能夠較準確地描述實際氣體的p、Vm、T間的關係,能指出臨界點的存在,並能與低於臨界溫度時實際氣體可以液化等事實相符合,是理論意義與實際意義兼具的狀態方程。