
【化】 law of corresponding states
對應态定律(Law of Corresponding States)是熱力學與統計物理領域的重要理論,描述不同物質在相同對比參數下的狀态行為具有相似性。該定律指出,若兩種物質的對比溫度、對比壓力和對比體積相等,則它們的物理性質(如壓縮因子)将呈現一緻規律。
核心原理與數學表達
定律以對比參數定義為基礎,通過以下無量綱量建立關系:
$$
T_r = frac{T}{T_c}, quad P_r = frac{P}{P_c}, quad V_r = frac{V}{V_c}
$$
其中$T_c$、$P_c$、$V_c$分别表示臨界參數。根據範德瓦爾斯方程(van der Waals equation)推導可得:
$$
left(P_r + frac{3}{V_r}right)(3V_r -1) = 8T_r
$$
這一方程表明,不同物質的對比狀态方程可統一表達為相同形式。
應用領域
曆史發展
荷蘭物理學家範德瓦爾斯于1873年首次提出對應态概念,後經美國化學家古根海姆(E. A. Guggenheim)在1945年完善為現代形式。英國皇家學會存檔文獻顯示,該定律為後續開發立方型狀态方程奠定了基礎。
對應态定律(對應态原理)是物理化學中的一個重要概念,主要用于描述不同物質在相似狀态下的物理性質關系。以下是綜合多個來源的解釋:
對應态定律指出,不同物質若處于相同的對比壓力($P_r$)、對比溫度($T_r$)和對比體積($V_r$)時,它們的物理性質會呈現一定的對應關系。這一原理由範德瓦耳斯于1873年提出,其基礎是物質的臨界參數(臨界壓力$P_c$、臨界溫度$T_c$、臨界體積$V_c$)。
對比參數通過以下公式定義: $$ P_r = frac{P}{P_c}, quad T_r = frac{T}{T_c}, quad V_r = frac{V}{V_c} $$ 其中,$P$、$T$、$V$為實際參數,$P_c$、$T_c$、$V_c$為臨界參數。
對應态定律通過歸一化臨界參數,建立了不同物質在相似狀态下的性質關聯,為工程熱力學和物性預測提供了理論基礎。如需進一步了解公式推導或具體案例,可參考相關文獻或熱力學教材。
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