維裡狀態方程是海克·卡末林·昂內斯(Heike Kamerlingh Onnes)於1901年提出的以冪級數形式表達的真實氣體狀態的方程，它是對理想氣體狀態方程式進行了修正的純經驗方程。
中文名
維裡狀態方程
外文名
Virial equation of state
表示式
pVm = RT(1 + B/Vm + C/Vm^2 + D/Vm^3 + ）
提出者
海克·卡末林·昂內斯
提出時間
1901
快速
導航
推導過程
適用範圍
定律影響
定律定義
維裡方程的一般表示式：
維裡方程也可以用壓力p的冪級數來表示
其中Vm是氣體分子的摩爾體積，計算式：Vm=V/n；B2、B3分別稱為第二、第三維理係數，它們與氣體的種類有關，而且是溫度的函式，在某一溫度下，維理係數為0，實際氣體行為就和理想氣體近似。而且從以上兩式可以看出摩爾體積越大，氣壓越低，則氣體的行為越趨近於理想氣體。當壓力p→0,體積Vm→∞時，維裡方程還原為理想氣體狀態方程。[1]
理想氣體狀態方程的表示式：
引入壓縮因子Z，其大小反映出真實氣體對理想氣體的偏差程度，計算定義是Z等於Vm（真實）除以Vm（理想），Z是一個趨近於1的數字，在後面加入級數來進行修正即得到維裡方程。
理論上, 任何氣體的狀態方程, 都可以用維裡形式描述:
維裡狀態方程具有清楚的物理意義, 方程中第一項對應理想氣體; 第二項描述了兩個分子的相互作用; 第三項考慮了三個分子的作用, 餘此類推. 對於處在高溫、中高壓狀態下的氣體, 多分子同時碰撞相互作用的情況已不可忽略,必須考慮高階維裡項. 但是, 隨著維裡係數階數的提高, 計算的複雜性迅速增大, 甚至變得極其困難。[2]
維裡方程有堅實的理論基礎。用統計力學方法能匯出維裡係數，並賦予維裡係數明確的物理意義：第二維裡係數表示氣體兩個分子相互作用的效應，第三維裡係數表示三個分子的相互作用，等等。原則上可以從理論上匯出各個維裡係數的計算式，但實際上高階維裡係數的運算是十分困難的，除了簡單的鋼球模型外，還只能算到第三維裡係數，通常維裡係數由實驗測定。
對於液相和汽相，維理狀態方程描述一個 P-V等溫過程更靈活，因為方程有較高次冪的體積、它們比三次狀態方程更精確，普遍化主要是針對烴化合物。因此，對於這些化合物能夠獲得極好的結果，不推薦將它們用於極性化合物。
狀態方程是實際氣體熱力計算的基礎，當前常用的狀態方程有B-W-R、M-H、R-K-S、P-R等方程。有的形式複雜，計算繁瑣。有的由於有較強的針對性，在氣體流體區內的計算精度欠佳，在熱力工程應用中常受到一定限制。維裡方程具有形式簡明，且有明確的物理意義，但由於維裡係數難於處理，在實際應用中，多限於第二維裡係數以內。[3] 維裡方程在高密度區的精度不高，但由於具有理論基礎，適應性廣，很有發展前途。B-W-R方程、M-H方程都是在它的基礎上改進得到
維裡狀態方程是海克·卡末林·昂內斯(Heike Kamerlingh Onnes)於1901年提出的以冪級數形式表達的真實氣體狀態的方程，它是對理想氣體狀態方程式進行了修正的純經驗方程。
中文名
維裡狀態方程
外文名
Virial equation of state
表示式
pVm = RT(1 + B/Vm + C/Vm^2 + D/Vm^3 + ）
提出者
海克·卡末林·昂內斯
提出時間
1901
快速
導航
推導過程
適用範圍
定律影響
定律定義
維裡方程的一般表示式：
維裡方程也可以用壓力p的冪級數來表示
其中Vm是氣體分子的摩爾體積，計算式：Vm=V/n；B2、B3分別稱為第二、第三維理係數，它們與氣體的種類有關，而且是溫度的函式，在某一溫度下，維理係數為0，實際氣體行為就和理想氣體近似。而且從以上兩式可以看出摩爾體積越大，氣壓越低，則氣體的行為越趨近於理想氣體。當壓力p→0,體積Vm→∞時，維裡方程還原為理想氣體狀態方程。[1]
推導過程
理想氣體狀態方程的表示式：
引入壓縮因子Z，其大小反映出真實氣體對理想氣體的偏差程度，計算定義是Z等於Vm（真實）除以Vm（理想），Z是一個趨近於1的數字，在後面加入級數來進行修正即得到維裡方程。
理論上, 任何氣體的狀態方程, 都可以用維裡形式描述:
維裡狀態方程具有清楚的物理意義, 方程中第一項對應理想氣體; 第二項描述了兩個分子的相互作用; 第三項考慮了三個分子的作用, 餘此類推. 對於處在高溫、中高壓狀態下的氣體, 多分子同時碰撞相互作用的情況已不可忽略,必須考慮高階維裡項. 但是, 隨著維裡係數階數的提高, 計算的複雜性迅速增大, 甚至變得極其困難。[2]
適用範圍
維裡方程有堅實的理論基礎。用統計力學方法能匯出維裡係數，並賦予維裡係數明確的物理意義：第二維裡係數表示氣體兩個分子相互作用的效應，第三維裡係數表示三個分子的相互作用，等等。原則上可以從理論上匯出各個維裡係數的計算式，但實際上高階維裡係數的運算是十分困難的，除了簡單的鋼球模型外，還只能算到第三維裡係數，通常維裡係數由實驗測定。
對於液相和汽相，維理狀態方程描述一個 P-V等溫過程更靈活，因為方程有較高次冪的體積、它們比三次狀態方程更精確，普遍化主要是針對烴化合物。因此，對於這些化合物能夠獲得極好的結果，不推薦將它們用於極性化合物。
定律影響
狀態方程是實際氣體熱力計算的基礎，當前常用的狀態方程有B-W-R、M-H、R-K-S、P-R等方程。有的形式複雜，計算繁瑣。有的由於有較強的針對性，在氣體流體區內的計算精度欠佳，在熱力工程應用中常受到一定限制。維裡方程具有形式簡明，且有明確的物理意義，但由於維裡係數難於處理，在實際應用中，多限於第二維裡係數以內。[3] 維裡方程在高密度區的精度不高，但由於具有理論基礎，適應性廣，很有發展前途。B-W-R方程、M-H方程都是在它的基礎上改進得到