ファンデルワールスの状態方程式(読み)ファンデルワールスのじょうたいほうていしき(英語表記)van der Waals' equation of state

改訂新版 世界大百科事典 の解説

ファン・デル・ワールスの状態方程式 (ファンデルワールスのじょうたいほうていしき)
van der Waals' equation of state

オランダの物理学者ファン・デル・ワールスが1873年に提唱した状態方程式で,1molの物質に対して,

と表される(p圧力V体積R気体定数,Tは絶対温度)。この方程式は,理想気体からのずれを,(1)定数bで気体分子の大きさの影響を表し,(2)定数a分子間引力の効果を取り入れるという考え方に立脚して導かれた。この状態方程式の特徴は,Tc=8a/27bRで与えられる臨界温度Tc存在である(臨界点では(1)式のほか,(∂p/∂Vt=0,(∂2p/∂V2t=0が成立することから求められる)。TTcでは図のように等温線はVの単調減少な関数を表し,理想気体と似たふるまいを示す。これに反して,TTcだと等温線に極小点A,極大点Bが出現する。図のように,斜線部の面積が等しくなるように水平線CDをひき(マクスウェルの規則),点Dより右側の等温線は気体,点Cより左側の等温線は液体の状態を表すと解釈されている。また,点Cと点Dとの間は気体と液体とが共存する状態を示す。このように,ファン・デル・ワールスの状態方程式を用いると,臨界温度の存在,気体から液体への凝縮現象など,現実の物質で観測される事実が理解できる。
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出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報

世界大百科事典(旧版)内のファンデルワールスの状態方程式の言及

【状態方程式】より

…ただし,a,bは気体の種類によって決まる定数で,とくにab=0とおけば(2)は(1)に帰着する。(2)をファン・デル・ワールスの状態方程式という。この方程式は,(1)と異なり,臨界点の存在とか,液体の状態方程式を定性的に与える。…

※「ファンデルワールスの状態方程式」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典|株式会社平凡社「世界大百科事典(旧版)」

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