范德华范德华方程

2022-04-19 05:00:10 文档大全网 [ 字体：小中大 ] [ 阅读： ]

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范德华,方程
范德华

(J.D.vanderwaals1837—1923)荷兰物理学家。青年时代家境贫寒，无力入学读书。在工作之余，刻若钻研，自学成才，1874年他的论文“论液态和气态的连续性”引起了学术界的关注。并获得了莱顿大学的博士学位。经过研究，他认识到如果假定气体分子不占有体积，而且分子之间不存在引力，则可从气体分子运动论得出理想气体的状态方程，但是，这两项假定不符合事实。1881年，他给这个方程引入两个参量，分别表示分子的大小和引力，得出一个更准确的方程即范德华方程。他还研究了毛细作用，对附着力进行了计算。他在研究物质三态(气、液、固)相互转化的条件时，推导出临界点的计算公式，计算结果与实验结果相符。

1877—1910年任阿姆斯特丹大学教授。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。原子间和分子间的吸引力被命名为范德华力。1873年他最先假设了这种力，以研究关于真实气体的理论

范德华方程

范德华方程是范德瓦耳斯方程的另一种翻译，简称范氏方程，是荷兰物理学家范德瓦耳斯（van der Waals，又译“范德华”、“凡德瓦耳”）于1873年提出的一种实际气体状态方程。范氏方程是对理想气体状态方程的一种改进，特点在于将被理想气体模型所忽略的的气体分子自身大小和分子之间的相互作用力考虑进来，以便更好地描述气体的宏观物理性质。范德华方程式具体形式为更常用的形式为 (N=摩尔数) 式中

p 为气体的压强 a' 为度量分子间重力的唯象参数 b' 为单个分子本身包含的体积 v 为每个分子平均占有的空间大小（即气体的体积除以总分子数量）; k 为波兹曼常数 T 绝对温度在第二个方程式里

V 为总体积 a 为度量分子间重力的参数 b 为1摩尔分子本身包含的体积之和 b = NAb', R 为普适气体常数 NA 为阿伏加德罗常数. 下表列出了部分气体的a，b 的值气体种类

a [kPa (dm³/mol)²] 3.45 24.32 141.86 137.80 364.77

b [dm³]

氦气(He) 氢气(H2) 氮气(N2) 氧气(O2) 二氧化碳(CO2) 水蒸气(H2O)

0.024 0.027 0.039 0.032 0.043

557.29 0.031

范德华方程常用的形式(N=摩尔数)

在一般形式的范氏方程中，常数a和b 因气体/流体种类而异，但我们可以通过改变方程的形式，得到一种适用于所有气体/流体的普适形式。

按照下面的方式定义约减变量（亦称折合变量，就是把变量转换成其无量纲形式），其中下标R 表示约减变量，下标C 表示原变量的临界值：pR=p/pC,vR=v/vC,Tr=T/Tc式中pC=a/27b2，vC=3b，kTc=8a/27b

用约减变量代替原变量，范氏方程形式变为如图所示

这就是范氏方程的不变形式，即这一形式不会因应用流体种类改变而改变。上述方程的不变性质亦称对应态原理