範德瓦耳斯狀态方程英文解釋翻譯、範德瓦耳斯狀态方程的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 van der Waals equation of state

分詞翻譯：

範的英語翻譯：

model; pattern

德的英語翻譯：

heart; mind; morals; virtue

瓦的英語翻譯：

tile
【化】 tile; watt
【醫】 tile

耳的英語翻譯：

ear; erbium
【醫】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-

斯的英語翻譯：

this
【化】 geepound

狀态方程的英語翻譯：

【計】 state equation
【化】 equation of state (EOS)

專業解析

範德瓦耳斯狀态方程（van der Waals equation of state）是描述實際氣體行為的一個重要狀态方程，由荷蘭物理學家約翰内斯·範德瓦耳斯（Johannes Diderik van der Waals）于1873年提出。它是對理想氣體狀态方程（(PV = nRT)）的修正，考慮了氣體分子本身的體積和分子間作用力（主要是吸引力）這兩個在理想氣體模型中被忽略的因素。

1.方程形式

範德瓦耳斯狀态方程的數學表達式為： $$ left( P + frac{a n}{V} right) (V - n b) = n R T $$ 其中：

( P )：氣體壓強
( V )：氣體體積
( n )：氣體物質的量
( T )：絕對溫度
( R )：理想氣體常數
( a )：與分子間吸引力相關的常數（單位：Pa·m⁶/mol²）
( b )：與分子體積相關的常數（單位：m³/mol）

2.修正項的意義

體積修正（(V - nb)）：
分子本身占據一定空間，因此氣體可被壓縮的實際體積小于容器體積 (V)。(b) 是1摩爾氣體分子體積的修正量，與分子有效體積相關。

壓強修正（(P + frac{a n}{V})）：
分子間吸引力會減弱氣體對容器壁的碰撞，導緻實際壓強低于理想氣體壓強。(a) 是反映分子間吸引力的常數，(frac{a n}{V}) 稱為“内聚壓強”。

3.物理意義與應用

該方程首次從微觀角度解釋了實際氣體的液化現象，并成功預測了臨界點（Critical Point）的存在。在臨界溫度以下，氣體可通過壓縮液化，臨界參數（臨界溫度 (T_c)、臨界壓強 (P_c)、臨界體積 (V_c)）與常數 (a, b) 的關系為： $$ T_c = frac{8a}{27bR}, quad P_c = frac{a}{27b}, quad V_c = 3nb $$ 這一模型為研究氣體-液相變和超臨界流體提供了理論基礎。

4.漢英術語對照

範德瓦耳斯狀态方程：van der Waals equation of state
實際氣體：Real gas
分子間作用力：Intermolecular forces
臨界點：Critical point
内聚壓強：Internal pressure / Cohesive pressure

參考文獻

《物理化學：分子科學導論》（Atkins & de Paula），牛津大學出版社，第10版，第1章。
DOI: 10.1093/hesc/9780198823360.001.0001

Encyclopedia Britannica: "Van der Waals equation" 條目。
https://www.britannica.com/science/van-der-Waals-equation

《工程熱力學》（Yunus Çengel），McGraw-Hill，第7版，第3章。
ISBN: 978-0073398174

網絡擴展解釋

範德瓦耳斯狀态方程（van der Waals equation）是荷蘭物理學家約翰内斯·範德瓦耳斯于1873年提出的實際氣體狀态方程。它修正了理想氣體模型的不足，通過引入分子體積和分子間相互作用力的影響，更準确地描述了氣體的宏觀性質。

方程形式

範德瓦耳斯方程的數學表達式為：
$$ left( p + frac{a}{V_m} right)(V_m - b) = RT $$
其中：

( p ) 為氣體壓強；
( V_m ) 為摩爾體積；
( T ) 為溫度；
( R ) 為普適氣體常數；
( a ) 和 ( b ) 是物質相關的常數（( a ) 反映分子間吸引力，( b ) 反映分子自身體積）。

修正項的物理意義

分子體積修正（( V_m - b )）
分子并非質點，其占據的空間減少了氣體自由活動的體積，因此需從總體積中減去與分子體積相關的常數 ( b ) 。
分子間吸引力修正（( p + frac{a}{V_m} )）
分子間的引力會減弱氣體對容器壁的碰撞力，導緻實際壓強小于理想氣體壓強，因此需增加壓強修正項 ( frac{a}{V_m} )。

意義與應用

理論突破：首次統一描述氣體和液體的相變行為及臨界現象，為熱力學和統計力學提供了重要工具。
適用性：
- 在臨界溫度以上能較好反映流體性質；
- 對低壓氣體和接近臨界溫度的液體有一定近似性。
局限性：對高壓或低溫條件下的精确計算仍存在偏差，需更複雜方程補充。

常數确定

( a ) 和 ( b ) 通過實驗測定，例如通過臨界參數（臨界溫度 ( T_c )、臨界壓強 ( p_c ) 等）推算。例如，臨界點時滿足：
$$ a = frac{27R T_c}{64p_c}, quad b = frac{RT_c}{8p_c} $$

曆史背景

範德瓦耳斯因這一方程獲得1910年諾貝爾物理學獎。其研究将分子模型與熱力學結合，成為實際氣體理論的基礎，推動了低溫物理和相變研究的發展。