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分子势能

图（1）

分子力实际上来源于多个方面，精确的计算与各分子内部结构有很大关系，会变得十分复杂.对于无极性分子，两分子间作用力可近似用以下半经验公式表示：，其中正表示排斥力，负表示牵引力；r为两分子间距，λ、μ、s、t为常数，随两分子不同而不同，且s>t.这种力的特点是：1.在某一个值r₀以内，分子里表现为排斥力并且随r减小而急剧上升；2.在r₀以外表现为牵引力，分子力逐渐增大，到某最大值后减小；3.力程短，在r约为r₀十倍时已几乎为零.

由此，对无极性分子间的相互作用势能有以下几个常用曲线.一个典型且常用的模型是兰纳-琼斯势，该势能仅与两分子间距有关，具有球对称性，其函数解析式为：，其中，r为两分子距离，E_p0为分子势能的势阱（势能最低处的势能绝对值），r₀为势阱处两分子间距.E_p0与r₀需要对于具体分子通过实验确定.

对兰纳-琼斯势在排斥力部分简化，成为苏则朗势（Sutherlandpotential），即：，其中E、d为常数，因分子而异.满足苏则朗势的气体称为范德瓦尔斯气体，分子力又称作范德瓦尔斯力，满足范德瓦尔斯方程.对苏则朗势在引力部分再次简化，成为刚球势，即：.

d=0时，分子势能完全忽略，变为质点势，这时气体称作理想气体，满足理想气体状态方程.