凡得瓦方程式計算器

凡得瓦方程式計算器依真實氣體的體積、物質的量、絕對溫度與兩個物質專屬常數估算壓力。理想氣體定律將分子視為既不占空間、也不互相吸引的質點。這種近似在低壓和高溫下相當實用，但當分子變得密集或分子間作用力日益重要時，實測氣體就會偏離理想模型。約翰尼斯·迪德里克·凡得瓦針對這兩種效應加入修正，在簡單的理想模型與觀察到的氣體行為之間建立實用的連結。 此處使用的方程式為 P = nRT / (V - nb) - a(n / V)²。常數 b 修正容器中的可用體積，因為分子具有有限大小。減去 nb 後，得到分子中心可移動的近似自由體積。常數 a 則修正吸引力對壓力的影響。靠近器壁的分子受到鄰近分子向內拉引，因此碰撞產生的壓力低於理想模型的預測。本計算器的體積單位為公升、壓力為大氣壓、溫度為克耳文，氣體常數為 0.082057 L atm 每 mol K。常數 a 和 b 必須使用相符的單位。 請針對實際氣體使用可靠常數，並讓所有輸入符合顯示的單位系統。溫度必須為絕對溫度，因此攝氏溫度需加上 273.15。體積必須大於 nb；否則自由體積的分母會為零或負值，使該狀態在物理上無效。結果也會顯示相同條件下的理想氣體壓力。比較兩者可看出分子吸引力與排除體積的綜合影響。低密度時，兩者通常接近；密度較高時，任一修正都可能占主導，差異會更明顯。 凡得瓦方程式仍是近似模型，而非完整的狀態方程式。它能定性描述真實氣體行為、預測液氣相變，並解釋臨界現象的成因，但並非高精度工業設計的首選模型。在相界附近或極端條件下，請查閱經驗證的物性資料，或採用更精細的三次狀態方程式。不過，對於課堂學習、初步估算與理解分子修正，本計算器可提供清楚且即時的結果。