真实气体-偏离理想气体定律

理想气体遵循PV除以nRT等于一的公式。回想一下波以尔定律，其指出当 气体的量及温 度维持恆定，压力与体积成反比。但是，只有在低压环境下，一莫耳的实际气体，和一般的气体之体积、压力比为一。当压力增加，曲线便会偏离理想值。在低压时，当跟容器的体积做比较所有组成气体的体积是 微不足道的—就像是将一颗豌豆放在篮球中。因此，理想气体体积便是 总容器的体积。在高压环境下，气体的密度会提高。因此，这时气体粒子体积总和重要性提高 就像是在一颗乒乓球中的一颗豌豆。所以，在气体动力论的假设下，气体佔着微不足道的体积 在高压下是无价值的。实际气体的体积 是大于微粒的理想体积的。以nb为系数，其中b为实验指定常数，依据每莫耳气体 有多少公升，减少nb即会降低实际气 体的体积，变成跟理想气体一样。另一个气体动力论的假设—分子间的能量是 微不足道的—只 在高温及低压下显着。通常，气体间有着非常弱的吸引力。在低压下，气体粒子距离遥远，所以视粒子间无引力。相似的，在高温环境下，粒子拥有高动能，相对有高吸引力并移动快速。当粒子撞击在一起，他们会反弹 因为他们各具高 动能并抵挡了小的吸引力。然而，当气体在高压时，粒子密度会增加。粒子们之间的距离便会缩小，更提高他们会互相 交互作用的机率。粒子间的力会相应的因 为高压而增加，这论述更在低压时被印证了。当粒子的动能 减少，他们移动减缓。当分子间引力增强，粒子更有机会在碰 撞后「粘」在一起。当气体粒子花更多时间 与身旁的气体作用，在容器表面的碰撞频率便会减少。结论，实际气体的压力施放会比 理想气体还低a-n 平方除以V平方倍。在这裡，a是实验性指定的常数，以气体的种类及公升平方成以 一个标准大气压除以莫耳数的平方，V则是实际气体。因此，实际气体压力是经调整后 提升的理想气体压力。这个以压力及体积调整非理 想及理想气体的公式，称为凡德瓦方程式。