Bириальное разложение

ВИРИАЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ, представление вириального уравнения состояния (смотри Вириала теорема) неидеального газа в виде ряда по степеням плотности n: р = kTn[1 + В₂(Т)n + В₃(Т)n² + ...], где р - давление, Т - абсолютная температура, k - постоянная Больцмана. Иногда вириальное разложение также называют вириальным уравнением состояния. Первый член вириального разложения соответствует давлению идеального газа, коэффициенты В₂(Т), В₃(Т), ... - вириальные коэффициенты, соответствующие учёту взаимодействий молекул в группах из двух, трёх и т. д. молекул, поэтому вириальное разложение называют ещё групповым разложением. (Аналогичные разложения имеют место и для других термодинамических функций.) Второй вириальный коэффициент позволяет получить простейшее уравнение состояния для неидеального газа.

Впервые вириальное разложение введено из эмпирических соображений Х. Камерлинг-Оннесом в 1912 году. В дальнейшем вириальное разложение получали с помощью теоремы вириала. При этом обычно предполагают, что газ подчиняется классической статистике и его молекулы взаимодействуют с помощью парного потенциала сил.

Полное вириальное разложение можно вывести на основе канонического или большого канонического распределения Гиббса методом группового разложения, разработанным Х. Урселлом в 1927 году и обобщённым Дж. Майером в 1937.

Вириальное разложение справедливо лишь для достаточно малых плотностей газов, вдали от точки конденсации, а также для невырожденных квантовых газов.

Лит.: Исихара А. Статистическая физика. М., 1973. Главный 5; Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. 3-е изд. М., 1976. Ч. 1. Гл. 7; Майер Дж., Гепперт Майер М. Статистическая механика. 2-е изд. М., 1980.