在热力学的早期，科学家们正在研究气体的基本原理。其中一位科学家是约翰内斯·佩特鲁斯·洛施密特，他在1856年描述了我们现在所知道的理想气体定律。然而，在描述气体在现实世界中的行为时，这一定律实际上并不准确。在这篇博文中，我们将探讨理想气体和真实气体之间的差异，并讨论这如何影响我们对热力学的理解。敬请期待！

什么是理想气体(ideal gas)？

理想气体是由原子或分子之间的完全弹性碰撞组成的假想气体。假设分子是没有大小或分子间相互作用的点粒子。理想气体也假定具有恒定的温度和体积。理想气体是一个有用的概念，因为它允许我们简化和理解真实气体的行为。例如，理想气体定律可以用来预测真实气体在不同条件下的行为。然而，重要的是要记住，理想气体不是现实，真实气体的行为并不总是如理想气体定律所预测的那样。

什么是真实气体(real gas)？

真实气体是一种在广泛的温度和压力范围内严格遵守理想气体定律的气体。该术语与理想气体相反，理想气体是一种完全遵守理想气体定律的假想气体。真实气体不同于理想气体，因为存在分子间作用力，这会导致真实气体的分子偏离完美的随机运动。因此，真实气体在高密度和低温下偏离理想气体定律，在那里分子间作用力的影响更为明显。

真实气体也会发生相变，如冷凝和冻结，这是理想气体定律无法预测的。尽管存在这些偏差，但实际气体的行为可以通过具有修改常数的理想气体的状态方程来精确描述。这些被称为维里系数的修正常数取决于气体中存在的分子间作用力的类型。通过考虑真实气体的维里系数，工程师和科学家能够对气体在各种条件下的行为做出准确的预测。

理想气体(ideal gas)和真实气体(real gas)的区别

理想气体和真实气体是两种有相似之处和不同之处的气体。

• 它们都由不断运动的分子组成，并对周围环境施加作用力。
• 理想气体和真实气体的主要区别在于，理想气体是一种假设气体，而真实气体是物理气体。
• 理想气体完全遵守热力学定律，而真实气体不完全遵守这些定律。
• 真正的气体分子相互吸引，占据空间，而理想气体分子没有这些吸引力，也不占据空间。
• 理想气体定律使用理想气体的假设来计算气体的财产，例如压力、体积、温度和摩尔。理想气体定律是：PV=nRT，其中P是压力，V是体积，n是摩尔，R是理想气体常数，T是温度。
• 在高压或低温下，真实气体与理想气体不同，因为它们的分子相互吸引。范德瓦尔斯方程修正了这些吸引力：（P+an^2/V^2）（V–b）=RT。其中a和b是取决于分子类型的常数。

理想气体定律在大多数条件下对大多数气体都是很好的近似。

结论

总之，理想气体定律是一个有助于描述气体物理财产的数学模型。然而，它并不总是完美地反映真实气体的行为。真实气体定律考虑了分子相互作用的影响，因此提供了更准确的气体行为描述。