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van der Waals の状態方程式

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従って、pを次のように定義しておく。

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p-V図

温度Tを変化させてP-Vプロットを描いてみよう。

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critaical isotherm曲線を描く。Tc=van_der_Waals_7.gifであることに注意(see below).

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以上の図をともに書くと、

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臨界温度、臨界体積、臨界圧力

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これらの値がゼロになるT,Vを求めればよい。

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臨界圧力は、

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であるので、

van_der_Waals_24.gif

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ここで、無次元化した方程式(還元状態方程式)を以下のように得る

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よって、van_der_Waals_30.gif≠0であるので、無次元化した方程式(還元状態方程式)を得る。

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ビリアル展開

ビリアル展開(virial expansion)van der Waals equationの場合

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ビリアル展開(virial expansion)Dieterici equationの場合

p (V - van_der_Waals_36.gif) == R T Exp[-van_der_Waals_37.gif/(V R T)]

または

p == R T Exp[-van_der_Waals_38.gif/(V R T)]/(V - van_der_Waals_39.gif)

これをVirial展開すると、

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van der Waals 状態方程式からの熱膨張率、圧縮率、圧力係数の計算

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圧力係数の計算

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圧縮率の計算

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であるので、次を計算すれば良い。(van_der_Waals_48.gif)

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熱膨張率の計算

β == κ van_der_Waals_53.gif  より (∵van_der_Waals_54.gif,また、一般にvan_der_Waals_55.gif

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