Octave用范德瓦尔斯方程求实际气体压强p
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2. 气体实验定律与状态方程
\(p = \frac{RT}{V_m-b} - \frac{a}{V_m^2}\)
核心公式:
范德瓦尔斯方程在理想气体基础上考虑了分子自身体积(常数b)与分子间引力(常数a)。
压强修正项 −a/Vm² 反映分子间引力使实际压强略低于理想值。
在高压、低温下实际气体明显偏离理想气体。
以CO₂(a = 0.364 Pa·m⁶/mol²,b = 4.267×10⁻⁵ m³/mol)为例计算。
Octave计算方法
已知参数:
- 温度 T(示例值:300 K)
- 摩尔体积 Vm(示例值:1e-3 m³/mol)
- CO₂常数 a = 0.364 Pa·m⁶/mol²,b = 4.267e-5 m³/mol
代码如下:
function p = vdw_pressure(T, Vm, a, b)
    R = 8.314;
    p = R * T / (Vm - b) - a / Vm^2;
end
调用示例:
% 范德瓦尔斯方程求CO₂压强
a = 0.364; b = 4.267e-5;
p = vdw_pressure(300, 1e-3, a, b);
fprintf('范德瓦尔斯压强 p = %.2e Pa', p);
运行结果:
范德瓦尔斯压强 p = 2.24e+06 Pa
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