精明的范德瓦尔斯

所谓理想气体，是指没有大小，气体分子之间又不存在任何作用力的气体，根据盖·吕萨克、玻意耳等人的工作，理想气体满足下面的状态方程：

PV＝nRT

P、V、T 是气体的压强，气体所占据的体积及气体的温度，n 是气体的摩尔数，R 是普适气体常数，在国际单位制中 R＝8.314 焦耳/摩尔/升。我们知道，任何气体都是由气体分子组成的，气体分子会在一定的空间中不断地发生相互碰撞。因此，气体分子不仅有大小，而且相互之间存在着一定的相互作用，所以理想气体状态方程对实际气体来讲是不适用的，但是当气体的压强不大，而气体温度较高时，气体分子间的距离较大，气体之间的碰撞次数较少，作为近似处理，这些实际气体也可以运用理想气体状态方程来解决。

怎样才能解决实际气体问题呢？ 1877 年在阿姆斯特丹大学担任教授职务的范德瓦尔斯开始注意并探讨这个问题，首先他想到，既然实际气体与理想气体的主要差别在于气体分子的体积及气体分子间的相互作用力， 因此对气体状态方程应主要考虑这两个因素的修正，因此他引进参数 a 来修正气体压强，引进参数 b 来修正气体体积，经过修正后他所得到的气体状态方程（1 摩尔气体）等。

（P＋a/V2）（V—b）＝RT

这个方程称为范德瓦尔斯方程。a、b 可以从分子运动论推算出来，也可以从实验室测量出来。范德瓦尔斯提出的这个方程是当时最为精炼、简明的一个，因而也是最有用的一个。

范德瓦尔斯，1837 年 11 月 23 日出生于荷兰有名的莱顿城，从小家境贫寒，父母勉强供他上了中学，本想让他把中学读完，但因经济困难，只好让他中途级学，到一家印制厂当徒工。

当时他家离莱顿大学不远，每次下班回家途经校门外时，常使他驻足神往，他是多么渴望有上学深造的机会啊！但他不气馁，利用余暇认真读书学习，终于在 1872 年他 35 岁时发表了一篇《气体、液体连续性论》的文章，引起了各国物理学界的瞩目。以后他在科学大道上越走越远，终于因他所做出的突出贡献，他获得了 1910 年度的诺贝尔物理学奖。