1molの実在気体に対する van der Waals の方程式は、
(p + a/V2) (V - b) = RT (1)
ここで、 Vは気体の体積、aとbはvan der Waals定数である。
この式を変形すると、Vについての三次の式が得られる。
V3 - (b + RT/p)V2 + (a/p)V - (ab/p) = 0 (2)
三次方程式は解析的に根を求めることができるが、ここでは繰り返しによる方法で
解を求めることにする。
問題 500 K, 100気圧における窒素のモル体積を求めよ。
a = 1.390 dm6 atom mol-2
b = 3.913 × 10-2 dm3 mol-1
を、式(2)に代入して解けばよい。
理想気体として気体の状態方程式を解くと、V = 0.41 となるので、これよりずっと小さい
V = 0.1 を初期値として選び、方程式を満たすまで V の値を少しずつ増やしていく。
実行結果
回数 |
x |
e-x + x/5 |
1 |
0.1 |
-.0026489 |
2 |
0.111 |
-.00312285 |
|
|
|
31 |
0.40 |
-.00290389999999998 |
32 |
0.41 |
-.00148484999999997 |
33 |
0.42 |
9.03000000000361e-005 |
2002 Copyright 木原 寛