維里狀態方程是海克·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。
基本介紹
- 中文名：維里狀態方程
- 外文名：Virial equation of state
- 表達式：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年
- 適用領域：真實氣體
- 套用學科：熱力學
定律定義,推導過程,適用範圍,定律影響,
定律定義
維里方程的一般表達式：
維里方程也可以用壓力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，維里方程還原為理想氣體狀態方程。
推導過程
理論上, 任何氣體的狀態方程, 都可以用維里形式描述:
維里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, 余此類推. 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,必須考慮高階維里項. 但是, 隨著維里係數階數的提高, 計算的複雜性迅速增大, 甚至變得極其困難。
適用範圍
維里方程有堅實的理論基礎。用統計力學方法能導出維里係數，並賦予維里係數明確的物理意義：第二維里係數表示氣體兩個分子相互作用的效應，第三維里係數表示三個分子的相互作用，等等。原則上可以從理論上導出各個維里係數的計算式，但實際上高級維里係數的運算是十分困難的，除了簡單的鋼球模型外，還只能算到第三維里係數，通常維里係數由實驗測定。
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，在熱力工程套用中常受到一定限制。維里方程具有形式簡明，且有明確的物理意義，但由於維里係數難於處理，在實際套用中，多限於第二維里係數以內。維里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的。
