비리얼계수

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비리얼 계수 [virial coefficient]

기체의 상태방정식을 1㏖당 PV=RT(1+B/V+C/V2
+…)(P는 압력, V는 1㏖당 부피, R은 기체상수, T는 절대온도, B·C…는 부피와 무관한 온도만의 함수)로 나타냈을 때 이것을 비리얼전개라 하고, 이때 계수 B·C…를 비리얼계수라 한다. 특히 B를 제2비리얼계수, C를 제3비리얼계수라고 한다. 이것은 PV를 외부비리얼이라고 하는 데서 유래한 것이며, 위 식은 기체 밀도가 작은 경우의 전개식으로서, 분자간힘의 퍼텐셜을 알면 계산할 수 있다. 실제로는 반대로 비리얼계수의 실측값으로부터 분자간힘을 정한다.

<중 략>

분자들의 인력이 그렇게 크지 않을 경우 rho1은 거의 rho가 될것입니다. 그리고, k1은 거의 1이 됩니다. 즉, 분자들이 거의 결합하지 않고 혼자 있고, 극히 일부가 결합에서 2,3,4...등을 형성한다는 것이죠.
그럼 위의 식은..

P=(1+(rho2+rho3+rho4+...........)/rho)*rho*R*T 가 됩니다.

약간 자리를 바꾸면,

P/(RT*rho)=1+(rho2+rho3+rho4+..........)/rho ------------(4)

가 됩니다.
여기서, rho2,rho3,rho4......등의 식을 식(2)로 대입하면

P/(RT*rho)=1+k2*rho+k3*rho^2+k4*rho^3+............. ------------(5)

<중 략>

어쨌든, 비리얼상태방정식은 그 유도과정상(여기서의 유도과정은 개념설명을 위해서 적은 것이고, 개념은 동일하지만 통계열역학적 해석은 위 내용과는 약간 다르며,매우 논리적입니다.) 이론적으로 가장 완벽한 상태방정식입니다.
1차항 이후 부터 여러개가 결합함에 따른 영향을 하나씩 보정해 가는 형태를 취하는 것이죠. 이러한 보정방식에 의한 상태방정식을 Perturbated Equation of State라고 합니다

참고 자료

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