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維里系數
來源:互聯網

實際氣體狀態方程級數展開式中的諸系數。它描述實際氣體對理想氣體偏離的程度。R.羅伯特·波義耳在1662年由實驗上發現,當溫度固定時氣體的壓強和體積的乘積是一個常數,常數C的值同溫度有關。

正文

1679年?E.埃德姆·馬略特也得到了這個結論,式(1)稱為玻意耳-馬略特定律。但是,之后許多實驗表明,氣體的性質都在不同程度上偏離玻意耳-馬略特定律,壓強越低,這種偏離越小,只有當壓強趨近于零的極限情形下,玻意耳-馬略特定律才是完全正確的。這種氣體稱為理想氣體。一般情況下,實際氣體的性質接近理想氣體,而在壓強趨于零時完全變為理想氣體。

為了描述實際氣體,H.海克·昂內斯于1901年把一摩爾的實際氣體狀態方程表示成

上述或就分別稱為第一、第二、第三、第四、……維里系數,它們都是溫度的函數。當壓強趨于零(或體積趨于無窮大)時,(R是摩爾氣體常數),于是上面兩式就變成羅伯特·波義耳埃德姆·馬略特公式。各個維里系數都可由實驗測定。實驗表明,維里系數或依次減小得很快,在實際應用上只需前兩、三項就夠了。

統計物理學認為,實際氣體對理想氣體的偏離是由于粒子之間的相互作用引起的。應用統計方法可以研究非理想氣體的性質。先把巨配分函數的對數展成級數,再根據它同壓強、溫度和體積的關系即可求得級數形式的實際氣體物態方程。這種方法適合于溫度不太低或密度不太高的系統,也就是說適用于對理想氣體稍有偏離的氣體系統,并只考慮粒子間的二體相互作用。由此可以得到壓強p按比容的倒數的維里展開

這就是實際氣體的狀態方程式,是壓強粒子數密度(即)的冪級數展開式。式中、為第一、第二、第三、第四、……維里系數,它們是同集團積分(集團中的點數)在V趨于無窮大時的極限值相聯系的(見集團展開)。

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