главная > справочник > химическая энциклопедия:

ВИРИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ

ВИРИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ (от лат. vires - силы), ур-ние состояния реальных газов, представляющее собой разложение давления р или фактора сжимаемости pV/RT в ряд по отрицат. степеням молярного объема V(R - газовая постоянная. Т - температура):

где В₂, В₃, ...-т.наз. вириальные коэффициенты (В₂-второй, В₃-третий и т.д.). Впервые вириальное уравнение было получено на основе теоремы вириала, откуда и название. Первый вириальный коэф. равен единице, поэтому для разреженных газов (V-> ), а также при В₂ = В₃ = ... = 0 вириальное уравнение, ограниченное первым членом ряда, переходит в ур-ние состояния идеального газа pV= RT. Вириальные коэф. чистых газов являются ф-циями только т-ры Т и не зависят от давления (плотности). Вириальные коэф. газовых смесей зависят от температуры и состава. Второй вириальный коэф. газа при низких т-pax отрицателен, при высоких - положителен. Т-ра Т_Б, при которой В₂ = 0, наз. точкой Бойля. В точке Бойля ур-ние состояния идеального газа применимо даже для умеренно плотных газов.

Статистич. физика позволяет вычислить вириальные коэф. и их температурную зависимость, если известен потенциал межмолекулярного взаимодействия для данного газа. При этом В₂ определяется взаимод. пар частиц, В₃ - одновременным взаимод. трех частиц и т.д. Однако надежные сведения о потенциале межмол. взаимод. весьма ограниченны, поэтому для расчетов вириальных коэф. на практике чаще всего используют соотношения, основанные на соответственных состояний законе и учитывающие критич. параметры вещества. Экспериментально вириальные коэф. определяют по данным о p-V-T зависимостях, вязкости газов и др.

вириальное уравнение применяют для описания газов малой и умеренной плотности, не превышающей 30-40% от критической. Для описания с помощью вириальное уравнение более плотных газов требуется вводить большое число членов ряда. При плотностях, соответствующих жидкому состоянию вещества, вириалыюе разложение расходится. Для состояний вблизи критич. точки жидкость - газ вириальное уравнение в принципе непригодно, т.к. в этом случае зависимость термодинамич. свойств от температуры и плотности (давления) не имеет аналит. выражения (см. Критические явления).

Лит. см. при ст. Газы. М.А. Анисимов.