雷德利希-鄺氏方程

雷德利希-鄺氏狀態方程（Redlich-Kwong equation of state），簡稱R-K方程，是物理化學中基於范德瓦耳斯方程的一個近似描述真實氣體行為的狀態方程。此方程是由猶太裔奧地利化學家奧托·雷德利希（Otto Redlich）和美國華裔學者約瑟夫·鄺（Joseph Neng Shun Kwong，1916－1998）在1949年提出的。方程的一般形式為：

${\displaystyle \ P={\frac {R\,T}{V_{m}-b}}-{\frac {a}{{\sqrt {T}}\;V_{m}\,(V_{m}+b)}}}$

其中：

• ${\displaystyle \ P}$ 為氣體壓強；
• ${\displaystyle \ R}$ 為氣體常數；
• ${\displaystyle \ T}$ 為溫度；
• ${\displaystyle \ V_{m}}$ 為氣體的摩爾體積（${\displaystyle \ {\frac {V}{n}}}$）；
• ${\displaystyle \ a}$ 為常數，用於修正分子間引力；
• ${\displaystyle \ b}$ 為常數，用於修正體積。

R-K方程對烴類等非極性氣體精度較好，且適用的溫度、壓力範圍較寬。不過對極性氣體一般不適用。

R-K方程中的 ${\displaystyle \ a,\ b}$ 不同於范德瓦耳斯方程中的常數。兩常數值可通過實驗數據回歸求得，缺乏實驗數據時也可由氣體的臨界點數據求得：

${\displaystyle {\begin{cases}\left({\dfrac {\partial P}{\partial V}}\right)_{T=T_{c}}&=0\\\left({\dfrac {\partial ^{2}P}{\partial V^{2}}}\right)_{T=T_{c}}&=0\end{cases}}\qquad \Rightarrow \qquad a={\dfrac {0.4275\,R^{2}\,T_{c}^{5/2}}{P_{c}}},\quad b={\dfrac {0.08664\,R\,T_{c}}{P_{c}}}}$

其中 ${\displaystyle \ T_{c},\ P_{c}}$ 分別為臨界溫度和臨界壓力。

用壓縮因子表示的R-K方程形式（三次）為：

${\displaystyle \ Z^{3}-Z^{2}-Z(B^{2}+B-A)-AB=0}$　，其中：${\displaystyle \ A=0.42747\ {\frac {P_{r}}{T_{r}^{5/2}}},\ B=0.08664\ {\frac {P_{r}}{T_{r}}}}$， ${\displaystyle \ P_{r}}$ 和 ${\displaystyle \ T_{r}}$ 分別是對比壓力和對比溫度。

R-K方程有很多修正式，其中最著名的是 Soave 在1972年提出的修正式，即將R-K方程中的常數 ${\displaystyle \ a}$ 看成是溫度的函數。關於這一修正式，詳見S-R-K方程。

參見

• S-R-K方程
• 狀態方程

參考資料

• Simón Reif-Acherman (2008), "Joseph Neng Shun Kwong: a famous and obscure scientist （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）", Química Nova 31 (7), doi:10.1590/S0100-40422008000700054.
• Murdock, James W. Fundamental fluid mechanics for the practicing engineer. CRC Press. 1993: 25–27. ISBN 0824788087.

外部連結

• 物性估算 - 氣體的容量性質^{[永久失效連結]}
• 第零定律與物態方程 - 其他狀態方程式^{[永久失效連結]}