这个示例问题演示了如何使用理想气体定律和范德华方程计算气体系统的压力。它还说明了理想气体和非理想气体之间的区别。

范德华方程问题

在-25°C温度下，使用a计算0.2000 L容器中0.3000 mol氦施加的压力。理想气体定律。范德华方程非理想气体和理想气体之间的区别是什么？给定值：aHe=0.0341 atm·L2/mol2He=0.0237 L·mol

如何解决这个问题

第1部分：理想气体定律理想气体定律用以下公式表示：PV=nRTW其中P=压力EV=体积=气体摩尔数R=理想气体常数=0.08206 L·atm/mol·KT=绝对温度和绝对温度et=°C+273.15T=-25+273.15T=248.15 KFind压力PV=nRTP=nRT/VP=（0.3000 mol）（0.08206 L·atm/mol·K）（248.15）/0.2000 LPideal=30.55 atmPart 2:Van der Waals方程Van der Waals方程由公式P+a（n/V）2=nRT/（V-nb）表示式中，P=压力EV=体积=气体摩尔数a=单个气体颗粒之间的吸引力B=单个气体颗粒的平均体积R=理想气体常数=0.08206 L·atm/mol·KT=绝对温度压力溶解度EP=nRT/（V-nb）-a（n/V）2为了使数学更容易理解，方程将分为两部分，其中P=X-Y其中X=nRT/（V-nb）Y=a（n/V）2X=P=nRT/（V-nb）X=（0.3000 mol）（0.08206 L·atm/mol·K）（248.15）/[0.2000 L-（0.3000 mol）（0.0237 L/mol）]X=6.109 L·atm/（0.2000 L-.007 L）X=6.109 L·atm/0.19 LX=32.152 atmY=a（n/V）2Y=0.0341·atm/mol/0.2000 L]2Y=0.0341 atm·L2/mol2 x（1.5 mol/L）2Y=0.0341 atm·L2/mol2 x 2.25 mol2/L2Y=0.077 atmRecombine，求出压力ep=x-YP=32.152 atm-0.077 atm非理想=32.075 atmPart 3-求出理想和非理想条件之间的差异非理想-Pideal=32.152 atm-30.55 atm非理想-Pideal=1.602 atmAnswer：理想气体的压力为30.55 atm，非理想气体的压力为30.55 atm非理想气体的范德华方程为32.152atm。非理想气体的压力大1.602 atm。

完美的(ideal) vs. 非理想气体(nonideal gases)

理想气体是分子之间不相互作用，也不占据任何空间的气体。在理想世界中，气体分子之间的碰撞是完全弹性的。现实世界中的所有气体都有直径相同的分子，它们相互作用，所以使用任何形式的理想气体定律和范德华方程都会有一些误差。

然而，惰性气体的作用很像理想气体，因为它们不参与与其他气体的化学反应。特别是氦，它的作用就像一种理想气体，因为每个原子都很小。

其他气体在低压和低温下的行为与理想气体非常相似。低压意味着气体分子之间很少发生相互作用。低温意味着气体分子的动能较低，因此它们不会四处移动，彼此或容器之间不会发生相互作用。