የቫን ደር ዋልስ ግዛት እኩልታ

ቫን ደር ዎልስ የደች የፊዚክስ ሊቅ ስም ሲሆን የጄዲ ቫን ደር ዋልስ (1837-1923) ነው። የግዛቱ የቫን ደር ዋልስ እኩልታ በእውነቱ የጋዝ ሁኔታ እኩልታ ነው፣ ​​ልክ እንደ ተስማሚ የጋዝ እኩልታ ሁኔታልዩነቱ ትክክለኛው የጋዝ ግፊት እና ጥግግት በቂ መጠን ካላቸው ተስማሚው የጋዝ እኩልታ ትክክለኛ ውጤቶችን መስጠት አይችልም። ይህ በእንዲህ እንዳለ የግዛቱ የቫን ደር ዋልስ እኩልታ የበለጠ ትክክለኛ ውጤቶችን ሊሰጥ ይችላል።

ይህ እኩልታ የመነጨው ከቫን ደር ዋልስ ሲሆን እሱም የግዛቱ ተስማሚ የጋዝ እኩልታ ውስንነቶችን ተገንዝቧል። ዋልስ የእውነተኛው ጋዝ ግፊት እና ጥግግት በበቂ ሁኔታ ከፍተኛ በሚሆንበት ጊዜ በእውነተኛው ጋዝ ሁኔታ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ በርካታ ምክንያቶችን በመጨመር የግዛቱን ተስማሚ የጋዝ እኩልታ ቀይሯል።

የጋዝ ግፊት እየጨመረ በሄደ ቁጥር የጋዝ ሙቀትና ጥግግት እንዲሁ ይጨምራል፣ የጋዝ መጠን ደግሞ ይቀንሳል።

የጋዝ ግፊት ከመጠኑ ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው። የጋዝ ግፊት ከጨመረ መጠኑ ይቀንሳል። በተቃራኒው የጋዝ መጠን ከቀነሰ የጋዝ ግፊት ይጨምራል። የጋዝ መጠን ሲቀንስ የጋዝ ጥግግት ይጨምራል (ጥግግት = ጥግግት = ክብደት / መጠን)። ግፊቱ ከጥግግት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው ሊባል ይችላል። የጋዝ ግፊት ከፍተኛ ከሆነ የጋዝ ጥግግት ደግሞ ከፍተኛ ነው። በተቃራኒው የጋዝ ግፊት ዝቅተኛ ከሆነ የጋዝ ጥግግትም ዝቅተኛ ነው። የጋዝ ግፊትም ከሙቀት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው። የጋዝ ግፊት ከጨመረ የጋዝ ሙቀት ይጨምራል። የጋዝ ግፊት ከጨመረ የጋዝ ሙቀት ይጨምራል ብለን መደምደም እንችላለን። የጋዝ ግፊት ከጨመረ የጋዝ ሙቀት እና ጥግግት ይጨምራል፣ የጋዝ መጠን ደግሞ ይቀንሳል ብለን መደምደም እንችላለን።

የጋዝ መጠን ሲቀንስ፣ በሞለኪውሎቹ መካከል ያለው ርቀት እየቀረበ ይሄዳል። በሞለኪውሎቹ መካከል ያለው ርቀት እየቀረበ ሲሄድ፣ ሞለኪውሎቹ እርስ በርስ ይሳባሉ። አንድ የብረት ቁራጭ ወደ ማግኔት ሲቀርብ ከሚሆነው ጋር ተመሳሳይ ነው። በማግኔት እና በብረት መካከል ያለው ርቀት በጣም በቂ ከሆነ፣ ማግኔቱ ብረቱን ሊስብ አይችልም። ነገር ግን በማግኔት እና በብረት መካከል ያለው ርቀት ቅርብ ከሆነ፣ ብረቱ ወዲያውኑ ይሳባል። ሞለኪውሎቹ ሊጋጩ ሲሉ፣ በሞለኪውሎቹ ውጫዊ ክፍል ላይ ያሉት ኤሌክትሮኖች እርስ በእርስ ይገፋፋሉ (የኤሌክትሪክ መግፋት)። በዚህም ምክንያት፣ ሞለኪውሎቹ አንድ ላይ ሊጣበቁ አይችሉም። ከዚህ አጭር ማብራሪያ፣ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ማራኪ ኃይል የጋዝ ሁኔታንም እንደሚነካ መናገር ይቻላል።

የጋዝ ግፊቱ በቂ መጠን ሲኖረው እና የጋዝ መጠኑ ትንሽ ሲሆን፣ በሞለኪውሎቹ መካከል ያለው ርቀት ይበልጥ ይቀራረባል። በዚህ ሁኔታ፣ ሞለኪውሎቹ የጋዝውን አጠቃላይ መጠን ይሞላሉ። ምክንያቱም ሞለኪውሎችም መጠን አላቸው (የአቶሚክ ዲያሜትር = 10)^.10 m) ከዚያም የእነዚህን ሞለኪውሎች መጠን ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን።

የግዛት እኩልታ

ቫን ደር ዋልስ የሞለኪውሎችን መጠን እና በሞለኪውሎች መካከል የሚከሰቱትን ግንኙነቶች ግምት ውስጥ በማስገባት የሁኔታ እኩልታ አግኝቷል። በቫን ደር ዋልስ የተገኘው እኩልታ የግዛት PV = nRT ተስማሚ የጋዝ እኩልታ ማሻሻያ ነው።

መረጃ፡

P = የጋዝ ግፊት (N/m)² = ፓ)

V = የጋዝ መጠን (ሜ)³)

R = ሁለንተናዊ የጋዝ ቋሚ (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)

ቲ = የሙቀት መጠን (ኬ)

a = ተጨባጭ ቋሚ (እሴቱ በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ባለው ማራኪ ኃይል ላይ የተመሰረተ ነው)

b = ተጨባጭ ቋሚ (የአንድ ሞለኪውል የጋዝ ሞለኪውሎች መጠንን ይወክላል)

n = የሞሎች ብዛት (ሞል)

bn = የጋዝ ሞለኪውሎች ጠቅላላ መጠን

ቋሚዎቹ a እና b በሙከራ የተገኙ ናቸው። የቋሚዎቹ a እና b እሴቶች በጋዝ አይነት ላይ የተመሰረቱ ናቸው።

n² / ቪ² = የሞሎች ቁጥር (n) ካሬ እና የጋዝ መጠን (V) ካሬ ጥምርታ። የn እሴት² / ቪ² በጋዙ ግፊት እና ጥግግት ላይ የተመሰረተ ነው። የጋዝ ግፊቱ (P) ትልቅ ከሆነ የጋዝ መጠን (V) ትንሽ ነው። ትንሹ V፣ ትልቁ n² /V² የጋዝ መጠኑ አነስተኛ ሲሆን (n² / ቪ² ትልቅ) ከዚያም በሞለኪውሎቹ መካከል ያለው ርቀት ይበልጥ ይቀራረባል። በሞለኪውሎቹ መካከል ያለው ርቀት በቀረበ ቁጥር በሞለኪውሎቹ መካከል የመገናኘት እድሉ ይጨምራል (መጋጨት፣ እርስ በርስ መሳብ)። ስለዚህ n² / ቪ² በቀጥታ ከቋሚው a ጋር ተመጣጣኝ ነው (ከቫን ደር ዋልስ እኩልታ ጋር ያወዳድሩ፣ በግራ በኩል)። የ n እሴት በጨመረ ቁጥር² / ቪ²በሞለኪውሎች (ሀ) መካከል ያለው ማራኪ ኃይል የበለጠ ነው። በተቃራኒው የጋዝ ግፊቱ (P) ትንሽ ከሆነ የጋዝ መጠን (V) ትልቅ ይሆናል። ትልቁ V፣ ትንሹ n² / ቪ² ትንሹ n² / ቪ² በሞለኪውሎች መካከል ያለው ማራኪ ኃይልም እንዲሁ ይቀንሳል።

(V – bn) = በጋዝ መጠን እና በጋዝ ሞለኪውሎች ጠቅላላ መጠን መካከል ያለው ልዩነት። ቋሚው b የአንድ ሞለኪውሎች ሞለኪውሎች ብዛት ያሳያል። n = የሞለኪውሎች ብዛት። የb እና n (bn) ውጤት = የጋዝ ሞለኪውሎች ጠቅላላ መጠን። የጋዝ ግፊት (P) የበለጠ ከሆነ የጋዝ መጠን (V) ያነሰ ነው።

ትንሹ V፣ ትንሹ (V – bn)። ይህ ማለት በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ቅርብ ነው እና በእርግጥ በሞለኪውሎቹ መካከል ያለው ማራኪ ኃይል የበለጠ ነው። በተቃራኒው የጋዝ ግፊቱ ዝቅተኛ ከሆነ የጋዝ መጠን የበለጠ ይሆናል። የጋዝ መጠን በጨመረ ቁጥር ትልቁ (V – bn) ነው። ትልቁ (V – bn)፣ በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ያለው ማራኪ ኃይል ያነሰ ነው።

የቫን ደር ዋልስ የስቴት እኩልዮሽ ከትክክለኛው የጋዝ እኩልዮሽ የበለጠ ትክክለኛ የሆነ የእውነተኛ ጋዝ ሁኔታን እንደሚገልጽ መናገር እንችላለን። የጋዝ ግፊቱ እና ጥግግቱ በቂ ሲሆኑ የቫን ደር ዋልስ እኩልዮሽ የበለጠ ትክክለኛ ውጤቶችን ይሰጣል። የጋዝ ግፊቱ በጣም ትልቅ ካልሆነ (አንድ)² / ቪ²) እና (V-bn) ችላ ሊባሉ ይችላሉ፣ ስለዚህ የቫን ደር ዋልስ የግዛት እኩልታ ወደ ተስማሚ የግዛት የጋዝ እኩልታ ይለወጣል።