ファンデルワールス方程式

理想気体方程式には2つの大きな欠点があります:第一に、それはガス分子の体積を考慮しないこと、第二に、それはガス分子間の引力的な分子間力を考慮しない。

ガスがn個のモルを含み、それぞれが体積bを占める場合、ガス分子が占める総体積はnbです。したがって、気体分子が移動できる体積は、総体積からnbを引いたものになります。

引力的な分子間力は、モル密度の2乗に比例して圧力を減少させます。引力のある分子間力がない場合、同じnRTに到達するにはより高い圧力が必要です。

これは、理想気体方程式の欠点に対処しようとするファンデルワールス状態方程式です。ここで、a と b は、調査対象のガスの種類に依存する経験定数です。

ファンデルワールス方程式は、液体から蒸気への遷移やジュールトムソン効果など、実際の気体の振る舞いを適切に予測します。