实际气体状态方程的研究现状
气体状态方程的推导与应用
气体状态方程的推导与应用气体状态方程是描述气体在不同条件下的状态的数学表达式。
它是理解气体行为和性质的基础，在物理、化学以及工程领域有着广泛的应用。
本文将对气体状态方程的推导和应用进行探讨。
一、气体状态方程的推导气体状态方程是通过实验观测和理论推导建立起来的。
它主要有三个常见形式：理想气体状态方程、范德瓦尔斯状态方程和实际气体状态方程。
1. 理想气体状态方程理想气体状态方程是描述理想气体行为的基本方程。
理想气体指的是分子间相互作用力可以忽略不计的气体。
根据气体动力学理论，其推导可由以下步骤得到：首先，假设气体分子为点状，分子间碰撞是完全弹性的。
其次，根据动量守恒定律和实验观测，推导出理想气体的压强与温度、体积之间的关系。
最终得到理想气体状态方程为：PV = nRT。
其中，P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为气体的温度。
2. 范德瓦尔斯状态方程理想气体状态方程假设了气体分子间相互作用力可以忽略不计，但在某些情况下，气体分子之间存在相互吸引或斥力，这时需要使用范德瓦尔斯状态方程。
范德瓦尔斯状态方程是对理想气体状态方程的修正。
它考虑了气体分子之间的相互作用力，通过引入修正因子a和b得到。
范德瓦尔斯状态方程为：（P + a/V^2）(V - b) = nRT。
其中，a和b是由实验数据拟合得到的常数。
3. 实际气体状态方程实际气体状态方程是对实际气体行为进行描述的方程。
实际气体指的是存在分子间相互作用力的气体。
由于实际气体的分子间相互作用复杂，无法通过简单的理论推导得到精确的状态方程。
常用的实际气体状态方程有范德瓦尔斯状态方程、特征方程等。
这些方程都是通过实验数据和统计方法获得的近似表达式，可以较好地描述实际气体的状态行为。
二、气体状态方程的应用气体状态方程在科学研究和工程实践中有着广泛的应用。
以下列举其中的一些应用：1. 研究气体性质：通过气体状态方程可以计算气体的物理性质，如压强、体积、温度等。
化工热力学状态方程
理想气体方程
• 物质在平衡状态下p－V－T关系的数学方程。当压力足够 低时，各种气体的p－V－T关系存在简单的规律。 • 1661年，英国化学和物理学家R.玻意耳根据实验得出结论： 在恒温下，一定量气体的体积与压力成反比。这一规律， 后称玻意耳定律。 • 1802年，法国化学家J.-L.盖-吕萨克发现：在恒压下一定 量气体的体积与绝对温度成正比，后称盖吕萨克定律。 • 1811年，意大利物理学家A.阿伏伽德罗提出：在恒温恒压 下，同体积任何气体的摩尔数相同，后称阿伏伽德罗定律 • 由这三个定律导出理想气体状态方程：pVm=RT
状态方程的发展现状
张宇
状态方程
f ( p, V , T ) 0
状态方程（EOS）是物质P-V-T关 系的解析式
状态方程
f ( p, V , T ) 0
• 状态方程（EOS）是物质P-V-T关系的解析式 • 据相律可知，纯流体的P、V、T性质中任意两个 确定后，体系的状态也就确定了，因此上式称为 状态方程。 • 状态方程的重要价值表现为：
van der Waals（vdW）方程
• vdW方程是一个著名的状态方程，是第一个适用于真实气 体的立方型方程，其形式是：
RT a p 2 V b V
• 方程中a，b分别是分子间存在相互作用(引力参数)和考虑 到分子有体积(斥力参数)的校正。
27 R 2Tc 2 a 64 pc
RTc b 8 pc
( RTc )2 a 0.457235 pc
RTc b 0.077796 pc
• PR方程预测液体摩尔体积的准确度较SRK有明显改善，而 且也可用于极性物质。 • 在计算饱和蒸汽压和饱和液相密度方面有更好的准确度， 在工程相平衡计算中最常用的方程之一。
气体状态方程实验及教学总结
气体状态方程实验及教学总结引言：气体状态方程是描述气体物理性质的基本方程之一，对于理解气体的行为和特性有着重要意义。
为了提高学生对气体状态方程的理解和掌握，本次实验设计了一套简单而直观的实验方案，并通过教学总结总结经验教训，以期提高教学质量。
本文将对气体状态方程实验和教学进行详细描述与总结。
一、实验目的通过本次实验，旨在让学生深入理解和掌握气体状态方程及其相关知识，培养学生的实验观察能力和数据处理能力。
二、实验原理气体状态方程可以由普适气体状态方程表示为PV=nRT，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体物质的物质量，R为普适气体常数，T为气体的绝对温度。
根据该方程，我们可以推导、验证气体性质，以及通过实验测量得到的数据计算相关参数。
三、实验器材和试剂1. 气压计：用于测量气体压强的仪器。
2. 气缸：用于装载气体的容器。
3. 温度计：用于测量气体温度的仪器。
4. 气体：可选择不同的气体，如空气、氢气等。
四、实验步骤1. 设置实验装置：将气压计和气缸连接，确保气体可以进出气缸。
2. 测量初始状态：记录气体初始压强P1和初始体积V1，并测量初始温度T1。
3. 气缸充气：将气体注入气缸，记录所用气体的物质量n。
4. 测量最终状态：记录最终的压强P2、体积V2和温度T2。
5. 数据处理：根据实验数据计算气体状态方程中的各个参数，并进行相应的数据分析。
五、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以用来验证气体状态方程的准确性以及对气体性质的研究。
根据测得的压强、体积和温度数据，计算得到的P, V, T三者之间满足气体状态方程的关系，检验方程的有效性。
同时，我们还可以通过比较不同气体在相同温度和压强下的体积差异，进一步探究气体的性质和特点。
六、实验教学总结通过本次实验教学，我们发现以下几点经验教训和教学总结：1. 实验方案设计：实验方案设计应简单明了，便于理解和操作。
同时，可以结合生活、实际等情境，增强学生对实验内容的兴趣和探索欲望。
物理学中的气体状态方程分析
物理学中的气体状态方程分析引言：物理学中，研究气体的性质和行为一直是一个重要的研究领域。
而气体的状态方程是研究气体性质的核心内容之一。
本文将从分子运动的角度出发，对气体的状态方程进行分析，探讨其对物理学领域的重要性以及在应用中的一些实际应用。
一、气体分子运动的基本原理气体是由大量分子组成的，而分子的运动对于气体的性质有着重要的影响。
在理想气体模型中，气体分子是运动混乱的，且与其他分子之间的相互作用力可以忽略不计。
根据气体分子的理想运动模型，我们可以推导出一些重要的气体状态方程。
二、理想气体状态方程理想气体状态方程是研究气体性质的重要工具，它给出了气体的压强、体积和温度之间的关系。
理想气体状态方程可以用数学形式表示为：PV = nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体常数，T表示气体的温度。
这个方程描述了当物质量恒定时，气体的压强、体积和温度三者之间的相互关系。
三、状态方程的实际应用1. 气体定容热容和定压热容的计算通过理想气体状态方程，我们可以计算气体在定容和定压条件下的热容。
在定容条件下，气体的热容CV可以通过对气体状态方程两边求偏导得到：CV = ( ∂U/∂T )V，其中U表示气体的内能。
类似地，在定压条件下气体的热容CP可以表示为：CP = ( ∂H/∂T )P，其中H表示气体的焓。
这些热容的计算对于研究热力学系统的能量变化非常重要。
2. 理想气体的压强、体积和温度的测量通过理想气体状态方程，我们可以测量气体的压强、体积和温度。
例如，在气体恒容条件下，利用理想气体状态方程可以计算气体的压强。
P = ( nRT )/V，通过实验测量气体的体积、物质量和温度，我们可以利用这个方程计算气体的压强。
同样地，我们也可以利用气体的压强和温度来计算气体的体积。
3. 理想气体状态方程在化学反应中的应用理想气体状态方程在化学反应中也有着广泛的应用。
例如，在研究气体反应速率时，理想气体状态方程可以帮助我们理解气体分子之间的相互作用以及在一定温度和压强下的反应行为。
解析状态方程及其在气体问题中的应用
解析状态方程及其在气体问题中的应用气体问题是研究气体在不同条件下的行为和性质的科学分支，解析状态方程在气体问题中起着重要的作用。
状态方程可以描述气体的状态和性质，根据不同的条件和假设，有多种形式的状态方程。
本文将解析状态方程的概念和原理，并探讨其在气体问题中的应用。
一、状态方程的基本概念和原理状态方程，也称为物态方程，是描述气体状态的函数关系式，通常用来表示气体的压强、温度和体积之间的关系。
根据气体的性质和理想性假设，常见的状态方程有理想气体状态方程、范德瓦尔斯方程等。
1. 理想气体状态方程理想气体状态方程是描述理想气体状态的基本方程，也是最简单的状态方程之一。
它建立在理想气体分子之间没有相互作用，分子体积可以忽略不计的假设基础上。
理想气体状态方程可表示为：PV = nRT其中，P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质的量，R为气体常数，T为气体的温度。
2. 范德瓦尔斯方程范德瓦尔斯方程是描述实际气体状态的方程，相比于理想气体状态方程，它考虑了气体分子之间的相互作用和分子体积的影响。
范德瓦尔斯方程可表示为：(P + a / V^2) (V - b) = nRT其中，a和b为范德瓦尔斯常数，具体取决于气体的性质。
通过范德瓦尔斯方程，可以更准确地描述实际气体的状态和性质。
二、状态方程在气体问题中的应用状态方程在气体问题中具有广泛的应用，包括理解和预测气体的行为和性质，计算气体的物理量等方面。
1. 研究气体的状态和性质通过状态方程，可以揭示气体在不同温度、压力和体积下的状态和性质。
根据状态方程的关系，可以分析气体的压强和温度之间的关系、气体的体积和温度之间的关系等，进而展示气体在不同条件下的行为和性质。
2. 预测气体的变化状态方程可以帮助预测气体在不同条件下的变化。
通过改变气体的温度、压力或体积，可以根据状态方程推断气体的相应变化。
例如，根据理想气体状态方程，当温度不变时，气体的压力和体积呈反比关系，即压力增加，则体积减小。
气体的理想状态与实际状态
气体的理想状态与实际状态气体是一种物态，具有独特的性质和行为。
根据理想气体定律，气体在一定条件下可以被描述为理想气体，即气体分子之间不存在相互作用力，分子体积可以忽略，并且分子碰撞完全弹性。
然而，在实际情况下，气体往往会与理想气体有所不同，存在各种相互作用和非理想行为。
一、理想气体状态方程理想气体状态方程通常用于描述理想气体的状态。
根据理想气体状态方程，可以得到以下公式：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R为气体常数，T表示气体的温度。
二、理想气体的特征理想气体具有以下几个主要特征：1. 理想气体的分子之间没有相互作用力：理想气体的分子之间不存在吸引力或斥力，它们之间的碰撞是弹性碰撞。
2. 分子体积可以忽略不计：理想气体的分子具有很小的体积，可以忽略不计，只考虑气体所占据的总体积。
3. 分子碰撞是完全弹性碰撞：理想气体的分子碰撞过程中没有能量的损失，动能可以完全转移。
三、实际气体与理想气体的差异尽管理想气体状态方程对许多气体系统的近似是可行的，但实际气体与理想气体之间仍然存在一些差异。
1. 分子之间的相互作用：实际气体中，分子之间会存在相互作用力，如吸引力或斥力。
这些作用力会影响分子的行为，导致实际气体的行为与理想气体的行为有所不同。
2. 分子体积的考虑：实际气体分子具有一定的体积，特别是在高压或低温条件下，分子体积的影响就会变得显著，无法忽略。
3. 气体的压力与温度关系：理想气体状态方程中假设温度与压强成正比，但在实际情况下，气体可能会存在偏离的现象，特别是在高压或低温下。
4. 气体的相变行为：理想气体状态方程无法描述气体的相变行为，如液化或冷凝。
四、修正理想气体模型为了更准确地描述实际气体的行为，科学家们提出了多种修正理想气体模型，如范德瓦尔斯方程、柯西方程等。
这些修正模型通过引入修正因子或修正项，考虑了相互作用力和分子体积的影响，从而更好地适应实际气体的状态。
气体状态方程及其应用
气体状态方程及其应用气体是我们日常生活中常见的物质之一。
它的特性使得它在许多领域中都有广泛的应用。
而气体状态方程则是研究气体行为的基础。
本文将探讨气体状态方程及其应用。
一、气体状态方程的概念和原理气体状态方程是描述气体在不同条件下的状态的方程。
它可以用来计算气体的压力、体积和温度之间的关系。
根据理想气体状态方程，气体的压力与体积成反比，与温度成正比。
这个关系可以用以下的公式表示：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R表示气体常数，T表示气体的温度。
二、气体状态方程在化学中的应用气体状态方程在化学中有广泛的应用。
例如，它可以用来计算气体的摩尔质量。
根据气体状态方程，我们可以通过测量气体的压力、体积和温度来计算气体的物质的量。
然后，通过将气体的质量除以物质的量，我们可以得到气体的摩尔质量。
这对于确定化学反应中气体的摩尔比例非常重要。
此外，气体状态方程还可以用来计算气体的密度。
通过将气体的质量除以气体的体积，我们可以得到气体的密度。
这对于研究气体的物理性质和化学反应的速率都非常重要。
三、气体状态方程在工程中的应用气体状态方程在工程中也有重要的应用。
例如，在工业生产中，我们经常需要控制气体的压力和体积。
通过使用气体状态方程，我们可以根据所需的压力和体积来计算所需的温度。
这有助于工程师设计和控制气体系统，确保其正常运行。
另一个重要的应用是气体的储存和输送。
在石油和天然气行业中，气体常常需要储存和输送到不同的地点。
气体状态方程可以帮助工程师计算气体在不同条件下的体积和压力，从而确保气体的安全储存和输送。
四、气体状态方程在天气预报中的应用气体状态方程在天气预报中也有一定的应用。
天气预报需要考虑大气中的气体行为，包括温度、压力和湿度等因素。
气体状态方程可以帮助气象学家计算大气中的气体的体积和压力变化，从而预测天气的变化趋势。
总结：气体状态方程是研究气体行为的基础，具有广泛的应用。
热力学中的气体状态方程分析
热力学中的气体状态方程分析热力学是研究能量转换和它与物质之间相互作用的科学。
在热力学中，气体状态方程是研究气体行为的基础之一。
气体状态方程描述了气体的压力、体积和温度之间的关系，对于理解气体的性质和行为具有重要意义。
一、理想气体状态方程理想气体状态方程是热力学中最基本的气体状态方程，它描述了理想气体在给定条件下的状态。
理想气体状态方程可以用如下数学表达式表示：PV = nRT其中，P代表气体的压力，V代表气体的体积，n代表气体的物质量（以摩尔为单位），R代表气体常数，T代表气体的温度。
理想气体状态方程的基本假设是：气体分子之间不存在相互作用力，气体分子体积可以忽略不计。
在低压强和高温度条件下，现实气体的行为往往可以近似看作是理想气体。
理想气体状态方程可以应用于各种气体体系的研究。
例如，在化学反应中，可以利用理想气体状态方程来计算反应物和生成物之间的气体物质的相对量，从而确定反应的平衡位置。
二、实际气体状态方程实际气体状态方程是对现实气体行为的更为精确描述。
实际气体状态方程的形式更加复杂，可以有多种表达形式，常见的实际气体状态方程有范德瓦尔斯方程、柯南德方程等。
范德瓦尔斯方程是一种修正理想气体状态方程的实际气体状态方程，它考虑了气体分子之间的吸引力和排斥力。
范德瓦尔斯方程可以用如下数学表达式表示：（P + an^2/V^2）(V - nb) = nRT其中，a和b为范德瓦尔斯方程的两个参数，与不同气体的性质有关。
柯南德方程是另一种常见的实际气体状态方程，它也是对理想气体状态方程的修正。
柯南德方程采用了更加复杂的数学形式，对气体分子之间的相互作用力进行了更为精确的描述。
实际气体状态方程的应用范围更广，可以用于研究现实气体在不同条件下的行为，如高压强、低温度等。
三、气体状态方程的应用气体状态方程在工程和科学研究中具有广泛的应用。
它可以用于计算气体的性质、判断气体的行为和进行相关的研究。
在化工工程中，气体状态方程可以用于模拟和优化化学反应的条件。
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三、通过卡诺循环进行阐释
卡诺循环的工作物质可以是气体（理想气体或实际气体） ，液体，也可以是固体。现以 范德瓦耳斯气体（实际气体）为例，计算卡诺循环的热功转换效率。 关键词：范德瓦耳斯方程，卡诺循环，热功转换效率 18 世纪末 19 世纪初，蒸汽机的效率仍很低，只有 3%-5%左右。这期间，大批科学家和 工程师试图通过改良热机的结构，减少漏热、漏气、摩擦等，来提高热机的效率，但进展相 当缓慢。 这使得他们认识到只从具体结构上改进热机是非常有限的。 必须从理论上研究如何
Abstract： The gas state equation is analytic equation to describe the p-V-T behavior of macro gas, plays an important role in the industrial production and scientific research. In this paper, through a variety of derivation of equation of state of ideal gas, the analysis and evaluation of various gas equation of state equation of state of real gas, research status of the real gas state equation. Keywords:：gas equation of state analysis and evaluation of the application research status
在摩尔表示的状态方程中，R 为比例常数，对任意理想气体而言，R 是一定的，约为 8.31441±0.00026J/(mol· K） 。 如果采用质量表示状态方程，pV=mrT，此时 r 是和气体种类有关系的，r=R/M，M 为此 气体的平均摩尔质量。 用密度表示该关系：pM=ρRT（M 为摩尔质量,ρ 为密度） 。 理想气体状态方程是由研究低压下气体的行为导出的。 但各气体在适用理想气体状态方 程时多少有些偏差；压力越低，偏差越小，在极低压力下理想气体状态方程可较准确地描述 气体的行为。极低的压强意味着分子之间的距离非常大，此时分子之间的相互作用非常小； 又意味着分子本身所占的体积与此时气体所具有的非常大的体积相比可忽略不计， 因而分子 可近似被看作是没有体积的质点。 于是从极低压力气体的行为触发， 抽象提出理想气体的概 念。 理想气体在微观上具有分子之间无互相作用力和分子本身不占有体积的特征。
一、理想气体状态方程的分析
理想气体状态方程， 描述理想气体状态变化规律的方程。 由克拉伯龙于将玻意耳定律和 盖-吕萨克定律合并起来。特此澄清一点，部分国内教材将理想气体状态方程和克拉伯龙方 程画等号，这是不正确的。尽管理想气体状态方程是由克拉伯龙提出的，但是克拉伯龙方程 所描述的是相平衡的物理量。 国际惯例， 将理想气体状态方程称为 State Equation of Ideal Gas 或者 Ideal Gas law, 而克拉伯龙方程 Clapeyron Equation 的同义词是 Clausius-Clapeyron Relation 或者 C态参量压强 p、体积 V 和绝对温度 T 之间的函数关系
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所以，对于任何纯质气体,其 Vr, Pr 与 Tr 存在单一的函 数关系。 对于实际气体中低密度区的行为,观察一般化压缩图 表的低压区可知,其等温线大致为直线。 其斜率变化关系为: Tr 增大，斜率增大，直到 Tr 约为 5 时,斜率增至最大值； 且温度升高时,斜率向 Z=1 之直线下降。 气体一般化行为之另一重点为临界点附近等温线的行 为。在 P-V 图中,可发现只有临界等温线在临界点处通过水平反曲点，即拐点(图 2)。此表
示在 Tc, Pc 处 气体的这一特点常用于限制许多状态方程式。 总而言之， 现在大部分实际气体状态方程, 只能在低于临界密度下方能保持精确(极少方程在到达 2.5Tc 时仍然能保持精确)。超临界流 体的研究自成理论。所以，现有的状态方程都是在流体处于低、中密度下使用的。其次，我 们可以用压缩因子来表示实际气体状态方程（如维里方程） 。关于状态方程的类别，大致分 为三种，即一般化状态方程（半经验半理论方程） ，理论状态方程及经验状态方程。
…………（1）
其中 的修正。
=
为内压强，它是对分子间引力引起的修正。
是分子本身体积引起
1．1 该气体的内能 = + ( 为分子无规则运动的动能， 为分子间相互作用势能)。论文修改。
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又因为
。所以
…………（2）
1．2 该气体在绝热过程中的过程方程 首先由热力学第一定律： 足 = ，可知该气体在绝热过程（ ）中，满
二、.对实际气体状态方程的讨论
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在对实际气体状态方程进行讨论之前，有必要先分析实际气体的行为。实验证实：低密 度的气体之 P-V-T 行为十分符合假设中的理想气体方程。但在较高密度上,气体的 P-V-T 的 行为关系实质脱离理想气体状态方程。所以,对于实际气体而言,理想气体状态方程都为近似 方程。 在低密度时很好， 高密度则不好。 这样便产生了两个问题： 其一， 在什么密度范围内， 理想气体状态方程维持精确？其二，如何定量判断在已知的 P 与 T 条件下,实际气体与理 想气体行为的差异性？ 为解决此问题,我们引入了压缩性因素(compressibility factor)或压缩因子概念.其定义为: 在此处键入公式。ZZ= Z = PV/RT，对上式，理想气体的 Z=1。我们以 Z 与 1 的差异 来量化实际气体与理想气体状态方程的差异。为了更好定量,我们将温度除以物质的临界温 度,结果记作对比温度 Tr。压力除以临界压力，结果记作对比压力 Pr。这样各种气体关于 Tr 下 Z 与 Pr 的曲线在定量上有极其精确的拟合。此图称为一般化压缩因子图表(图 1)。
=
㏑
+
㏑
……（5）
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因为： （2） ， （4）两个过程是准净态过程，则根据（4）式可得： = = 由（6） ， （7）得： ………………（6） ………………（7）
……（8）
将（8）代入（5）得：
㏑ ，对外作功 。故热功转化的效
所以：在整个循环中，气体从高温热源吸取了热量 率：
…………（3） 再由（2） ， （3）可得：
即： = =0 。
则：
成立。对其两边积分可得：
常量…（4）
这就是该气体在绝热过程中的过程方程。论文修改。其中 2．卡诺循环热功转化效率的理论推导 2．1 等温膨胀过程（1→2 ） 气体与温度为 的高温热源保持接触，则 =
。
。根据实际气体内能（2）式可知： 。再由热力学第一定律： = ，
由图 1 我们看出：压力非常低(<<Pc)时,理想气体状态方程可拟合得很精确而不受温度 影响； 在高温时(>2Tc)， 其理想气体模式可假设与压力四或五倍 Pc 一样精确； 当温度低于 2Tc 且压力不十分低时,与理想气体行为相差极大。 导致一般化压缩图表的各种纯质的行为有时被称对应状态定则(The rule of Correspond ing States)表示为 Vr =f(Pr, Tr)
该气体内能的微分表达式： 可得：
= = 积分得：
+
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=
㏑
＞
表明该气体在这一过程中吸热。 2．2 绝热膨胀过程（2→3） 该气体在这一过程中与外界隔绝，吸收的热量为 0。 2．3 等温压缩过程（3→4） 气体与温度为 的低温热源保持接触， 则在这一过程中 = 。 根据实际气体内能 （2） =
四、总结
我们用实际气体状态方程(一般的、经验的或理论的)来描述气体之行为。伴随着研究的 不断深入，现在的状态方程已经广泛地应用在了化工生产当中,各自在一定的条件下发挥着 重要作用。在讨论了各种气体状态方程的优缺点后，我们可以根据计算的简单性，拟合的精 确性，方程的普适性与理论的可靠性，结合方程的实际意义来合理地选取符合条件的方程。 1 接近理想（高温低压） ，精确度要求不高时，使用理想气体状态方程。 2 理论研究应使用理论意义明确的方程，如维里方程。 3 一般性计算可使用精确度较好且不是很烦琐的半经验半理论方程如范德华方程，RK 方程等。 4 一次性的或偶尔进行的高精度运算应使用普遍化程度低，精度极高的多参数方程。
南京理工大学
工程热力学
课程论文
题目: 实际气体状态方程的研究现状
学院：能源与动力工程学院 专业：建筑环境与能源应用工程 学号：913108260124 学生姓名：高冀雄
2014 年 12 月
南京理工大学能源与动力工程学院实际气体状态方程的研究现状
实际气体状态方程的研究现状
（高冀雄南京理工大学能源与动力工程学院 913108260124）
式可知：该气体内能的微分表达式： ，可得：
。再由热力学第一定律：
= = 积分得：
+
=
㏑
＜
表明该气体在这一过程中放热。 2．4 绝热压缩过程（4→1） 该气体在这一过程中与外界隔绝，吸收的热量为 0。 综上所述：在整个循环过程完成之后。气体回到原来状态。内能变化为 力学第一定律： 。可知：在整个循环过程中气体对外作净功 循环中所吸收的净热量 ： 。由热 应等于气体在
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其中
，式中 M 和 n 分别是理想气体的摩尔质量和物质的量；R 是气体常量。p
为理想气体压强，单位 Pa。V 为气体体积，单位 m3。n 为气体的物质的量，单位 mol，T 为 体系温度， 单位 K。 对于混合理想气体， 其压强 p 是各组成部分的分压强 p1、 p2、 ……之和， 故：( p1+ p2+……)V=(n1+n2+……)RT，式中 n1、n2、……是各组成部分的物质的量。 以上两式是理想气体和混合理想气体的状态方程， 可由理想气体严格遵循的气体定律得 出，也可根据理想气体的微观模型，由气体动理论导出。在压强为几个大气压以下时，各种 实际气体近似遵循理想气体状态方程，压强越低，符合越好，在压强趋于零的极限下，严格 遵循。 R 为比例系数，不同状况下数值有所不同，单位是 J/（mol· K） 。