压缩因子

压缩因子(Z)，用于对理想气体状态方程进行修正，以使之适用于真实气体。其定义是：

$Z=\frac{p \tilde{V}}{R T}$

其中，

$\ p$ 为压力；
$\ \tilde{V}$ 为气体的摩尔体积；
$\ T$ 为温度；
$\ R$ 为气体常数。

可以看出，Z是同样条件下真实气体摩尔体积与理想气体摩尔体积的比值，它的大小反映出真实气体偏离理想气体的程度。理想气体的Z值在任何条件下恒为1。Z小于1说明真实气体的摩尔体积比同样条件下理想气体的为小，真实气体比理想气体更易压缩。Z大于1则相反。由于它反映出真实气体的压缩难易程度，所以称为压缩因子。压缩因子的量纲为一。

在非常高的压力下，所有气体的Z值都大于1，说明此时分子间排斥力起主要作用。在很低的压力下，所有气体的Z值都接近1，此时真实气体的行为类似于理想气体。两者压力之间，多数气体Z<1，意味着分子间吸引力的存在降低了气体的摩尔体积。

用压缩因子表示的维里方程如下：

$\frac{P \tilde{V}}{RT} = 1 + \frac{B}{\tilde{V}} + \frac{C}{\tilde{V}^2} + \frac{D}{\tilde{V}^3} + \dots$

对p取导数可以看到，真实气体的 $\ Z-p$ 图在 $\ p\to 0$ 时的斜率并不为1，而是趋于一个维里系数值。但对于理想气体 $\ dZ/dp = 0$ （因为所有压力下Z均=1）。维里系数是温度的函数；在压力低或摩尔体积大的情况下，使 $\ dZ/dp$ 在 $\ Z\to 1$ 时为0的温度，称为波义耳温度。