的可压缩性因子Z，或用于气体压缩因子，是无量纲值（无单位），其输入为状态的理想气体方程中的校正。这样，数学模型更类似于所观察到的气体行为。
在理想气体中，与变量P（压力），V（体积）和T（温度）相关的状态方程为：理想 PV = nRT，n =摩尔数，R =理想气体常数。加上压缩系数Z的校正，此等式变为：
图1.空气压缩系数。资料来源：维基共享资源。https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/84/Compressibility_Factor_of_Air_75-200_K.png。
如何计算压缩系数？
考虑到摩尔体积为V 摩尔 = V / n，我们有真实的摩尔体积：
由于可压缩系数Z取决于气体条件，因此可表示为压力和温度的函数：
比较前两个方程式，我们可以看到，如果摩尔数n等于1，则实际气体的摩尔体积与理想气体的摩尔体积之间的关系为：
当压力超过3个大气压时，大多数气体会停止表现为理想气体，实际体积与理想气体会有很大差异。
荷兰物理学家约翰尼斯·范德瓦尔斯（Johannes Van der Waals，1837-1923）在他的实验中实现了这一点，这使他创建了一个比理想的气体方程式更适合实际结果的模型：状态范式方程。德瓦尔斯。
例子
根据方程PV real = ZnRT，对于理想气体，Z =1。但是，在实际气体中，随着压力的增加，Z的值也会增加。这是有道理的，因为在较高的压力下，气体分子中的Z碰撞的机会，因此排斥的力量增加，并随之增加。
另一方面，在较低的压力下，分子运动更自由，排斥力降低。因此，预期会有较低的音量。至于温度，当其升高时，Z降低。
正如范德华斯所观察到的那样，在所谓的临界点附近，气体的行为与理想气体的行为大相径庭。
任何物质的临界点（T c，P c）是在相变之前决定其行为的压力和温度值：
-T c是所讨论的气体不会液化的温度。
-P c是在温度T c下液化气体所需的最小压力
每种气体都有其自己的临界点，但是，其温度和降低的压力T r和P r定义如下：
可以看出，具有相同的V r和T r的承压气体施加相同的压力P r。因此，如果在同一T r处将Z绘制为P r的函数，则该曲线上的每个点对于任何气体都是相同的。这称为对应状态的原理。
理想气体，空气，氢气和水中的压缩系数
以下是在各种降低的温度下各种气体的可压缩性曲线。以下是一些气体的Z的一些示例，以及使用曲线找到Z的过程。
图2.气体可压缩系数与减压的关系图。资料来源：维基共享资源。
理想气体
如开头所述，理想气体的Z = 1。
空气
对于空气Z，在很宽的温度和压力范围内约为1（请参见图1），理想的气体模型给出了非常好的结果。
氢
对于所有压力，Z> 1。
水
要找到水的Z，您需要临界点值。水的临界点为：P c = 22.09 MPa，T c = 374.14°C（647.3 K）。同样，必须考虑压缩系数Z取决于温度和压力。
例如，假设您想在500ºC和12 MPa下找到Z的水。因此，第一件事就是计算降低的温度，必须将摄氏度转换为开氏温度：50ºC= 773 K：
有了这些值，我们在图中找到了对应于T r = 1.2 的曲线，并用红色箭头表示。接下来，我们在水平轴上寻找最接近0.54 的P r值，并用蓝色标记。现在我们绘制一条垂直线，直到我们截取曲线T r = 1.2，最后将其从该点投影到垂直轴，在此处读取Z = 0.89的近似值。
解决的练习
练习1
有一个温度为350 K，压力为12个大气压的气体样品，其摩尔体积比理想气体定律所预测的大12％。计算：
a）压缩系数Z。
b）摩尔体积的气体。
c）根据先前的结果，指出该气体样品中的主导力。
数据：R ＝ 0.082L.atm / mol.K
解决方案
知道实际 V 比理想 V大12％：
解决方案c
排斥力是主要的，因为样品的体积增加了。
练习2
在27ºC下，有10摩尔的乙烷被限制在4.86 L的体积中。从以下位置找到乙烷施加的压力：
a）理想气体模型
b）范德华方程
c）从以前的结果中找到压缩系数。
乙烷数据
范德华系数：
a = 5,489 dm 6。atm。mol -2，且b ＝ 0.06380dm 3。摩尔-1。
临界压力：49atm。临界温度：305 K
解决方案
温度传递到开尔文：27ºC = 27 +273 K = 300 K，还要记住1升= 1 L = 1 dm 3。
然后将提供的数据代入理想气体方程式：
解决方案b
范德华斯状态方程为：
其中a和b是该语句给出的系数。清除P时：
解决方案c
我们计算减压和温度：
利用这些值，可以在图2的曲线图中找到Z的值，发现Z约为0.7。
- Atkins，P.1999。物理化学。欧米茄版本。
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- 维基百科。可压缩系数。摘自：en.wikipedia.org。