范德瓦耳斯方程fandewaersi fangcheng

真实气体物态方程的一种。1摩尔真实气体的范德瓦耳斯方程为：

其中p、T分别是真实气体的压强和温度，v是真实气体的摩尔体积，a和b称为范德瓦耳斯修正量，是可由实验测得的常量，对不同的气体a、b的值不同，详见下表。质量为M，摩尔质量为μ的气体，范德瓦耳斯方程为：

其中V是气体的体积。
范德瓦耳斯方程是考虑到气体分子的大小及分子间的相互作用力，对理想气体物态方程进行了两项修正而建立的，在建立范德瓦耳斯方程时使用了苏则朗(Sutherland)模型，即分子是有弱引力的刚球，1个摩尔的理想气体的物态方程为：pv=RT,p、T是理想气体的压强和温度，v是气体的体积，也就是分子自由活动的空间。
❶考虑到分子的大小所作的修正：由于分子有大小，从而使分子自由活动的空间减小为v-b。关于b的数值可以作如下的定性解释和估算，由于斥力的作用，一对分子接近到一定距离d时便不能再靠近，因此分子可以看作是一个直径为d的刚球，每一个分子周围都有4/3^πd3的空间不允许另一个分子进入，即每一对分子都占有4/^3πd3的空间，这个空间相当于分子固有大小(4/^3πr3,r=d/2)的8倍，也就是说每个分子占有4倍固有体积的禁区，从而减小了分子自由活动的空间，因此修正量b=4NA(4/^3πr3),NA是阿伏伽得罗常量，r是分子半径，b实际上是考虑到分子间的斥力所作的修正，修正后方程为p=RT/v-b。
❷考虑到分子间的引力所作的修正：分子在向器壁接近的过程中，在器壁附近由于受到气体内部分子的引力而减速，减小了分子与器壁碰撞时对器壁的冲量，从而压强较理想气体的压强减小了△p，真实气体的压强可表示为p=加压强，单位体积内的分子数n越大，单位时间内碰在器壁上的分子数越多，内部分子对飞向器壁分子的吸引力也越大，所以△p∝n²，或△p∝1/v2，写成△p=a/v2时，a是一个常量，最后得到1摩尔的范德瓦耳斯方程为(p+a/v2)(v-b)=RT。
范德瓦耳斯方程是真实气体物态方程中最简单，使用最方便，并有较明确物理意义的一个，它能给出高压下气体状态变化的关系（如左下表），它还可以指出气体存在临界点、气体在临界温度以下液化时的情况等。

范德瓦耳斯常数a和b的实验值

气体	a /1.013×10-1Pa·m6·mol-1	b /10-3m3·mol-1
氩	1.345	0.03219
氯	6.493	0.05622
氦	0.03412	0.02370
氢	0.2444	0.02661
氖	0.2107	0.01709
氮	1.390	0.03913
氧	1.360	0.03183
水蒸气	5.464	0.03049
汞蒸气	8.093	0.01696
二氧化碳	3.592	0.04267

0℃时1摩尔氢在不同压强下的v、pv和

ρ /105Pa	υ /10-3m3	ρυ /102Pa·m3	(ρ+a/υ2)(υ-b) /102Pa·m3
1	22.41	22.41	22.41
100	0.2241	22.41	22.41
500	0.06235	31.17	22.67
700	0.05325	37.27	22.65
900	0.04825	43.40	22.4
1000	0.0464	46.4	22.0