Virialgleichungen

Virialgleichungen sind Erweiterungen der allgemeinen Gasgleichung durch eine Reihenentwicklung nach Potenzen von ${\displaystyle 1/V_{\mathrm {m} }}$. Sie stellen genäherte Zustandsgleichungen für reale Gase dar. Bei einem Abbruch der Reihenentwicklung nach dem ersten Glied erhält man wiederum die allgemeine Gasgleichung. Führt man die Reihenentwicklung jedoch weiter, entsteht eine potenziell unendliche Zahl von Zustandsgleichungen mit einer zunehmenden Anzahl von Parametern. In impliziter Form lautet die allgemeine Reihenentwicklung wie folgt:

${\displaystyle {\frac {p}{RT}}={\frac {1}{V_{\mathrm {m} }}}+{\frac {B_{2V}(T)}{V_{\mathrm {m} }^{2}}}+{\frac {B_{3V}(T)}{V_{\mathrm {m} }^{3}}}+\dotsb }$

Die einzelnen Formelzeichen stehen für folgende Größen:

• ${\displaystyle V_{\mathrm {m} }}$ – molares Volumen
• ${\displaystyle T}$ – Temperatur (in Kelvin)
• ${\displaystyle p}$ – Druck
• ${\displaystyle R}$ – universelle Gaskonstante
• ${\displaystyle B_{1V}=1}$ (wie beim idealen Gas)
• ${\displaystyle B_{2V}(T)}$ – zweiter Virialkoeffizient
• ${\displaystyle B_{3V}(T)}$ – dritter Virialkoeffizient (usw.)

Der Name kommt daher, dass in der Gasgleichung das Virial der inneren Kräfte entwickelt wird (siehe Virialsatz). Beim idealen Gas gilt: ${\displaystyle B_{2V}=B_{3V}=\dots =0}$