ファンデルワールス方程式

分子間引力が無視できるほど小さく、気体分子の体積も無視できるという仮定に基づく理想気体の法則は、高圧・低温では失敗します。

ここでは、理想気体の法則を修正したファンデルワールス方程式が、補正を導入することでこれらの偏差を補正します。

圧力項の最初の補正は、実気圧と理想気圧の差を補正します。気体分子同士が引き合うため、実質気体圧力は理想的な値より低くなります。

これらの引力は、コンテナ壁との衝突の頻度と力の両方を低減します。その結果、減圧は分子のモル濃度の二乗に比例します。

2つ目の補正は体積項にあり、気体分子の実際の体積を分子間反発相互作用で除外した体積を差し引いたものとして計算します。

定数「a」と「b」はファンデルワールス係数として知られ、それぞれ気体分子間の引力相互作用と反発相互作用の強さを表します。両係数は各気体に特徴的な経験定数であり、温度の影響を受けません。