范德瓦尔(van der Waal)气体和理想气体

 

所谓“理想气体”是按波义尔实验定律的气体，适合于较低气压(例如：1个大气压左右)和一定温度(例如：摄氏0度左右)的气体，可近似地分析为本身体积可忽略的分子弹性碰撞的结果。

但是，在较高气压下，气体的性质就不符合波义尔实验定律。

 

范德瓦尔分析了较高气压下，气体性质不符理想气体的如下原因：

1，气体分子本身体积不可忽略。在5000个大气压左右，按波义尔实验定律的气体原有1立方厘米体积应减小为2乘10^(-4) 立方厘米。范德瓦尔以1克分子理想气体的体积V0-b作为较高气压下，气体的实际体积。

2．气体分子间的相互作用，比弹性碰撞复杂得多，范德瓦尔以1克分子理想气体的气压p0+a/v0^2作为较高气压下，气体的实际气压。
    而得出：所谓“范德瓦尔气体方程” (p0+a/v0^2)(V0-b)=RT,

其中的a和b是由实验确定的常数，而能在一定范围内符合实际。

当V0远大于b，p0远大于a/v0^2时，a和b项就可忽略不计，而范德瓦尔气体方程就成了波义尔实验定律，实际气体就可当作“理想气体”了。

 

当然，即使按范德瓦尔的简单分析，范德瓦尔气体方程中的a和b，实际上，也并不能是常数，范德瓦尔气体方程并不能以常数的a和b适合于所有的气压和体积。

因此，当然不能由它的微分，分析推演得到理想气体啊！

显然，这里的关键在于：理解范德瓦尔气体方程是在一定条件下的近似处理。

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自吴中祥科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-226-257421.html

上一篇：关于“数学”的对话（77）放电管中近似理想气体粒子的速度分布
下一篇：创建时空可变系多线矢物理学（65）．电磁场强度2-线矢量场的时空散度