የግዛቶች ቫን ደር ዋልስ እኩልነት

ቫን ደር ዎልስ የደች የፊዚክስ ሊቅ ስም ሲሆን ጄዲ ቫን ደር ዋልስ (1837-1923) ነው። የቫን ደር ዋልስ እኩልታ የግዛት እኩልታ የጋዝ ሁኔታ እኩልታ ሲሆን ከትክክለኛ ጋዝ ሁኔታ እኩልታ ጋር ተመሳሳይ ነው። ልዩነቱ፣ የእውነተኛ ጋዝ ግፊት እና ጥግግት በቂ ከሆነ የተመጣጣኝ ጋዝ ሁኔታ እኩልታ ትክክለኛ ውጤቶችን መስጠት አይችልም። የቫን ደር ዋልስ እኩልታ የግዛት የበለጠ ትክክለኛ ውጤቶችን ሊያመጣ ይችላል።

የዚህ እኩልታ መኖር የመነጨው ከቫን ደር ዋልስ ሲሆን እሱም የአንድ ተስማሚ ሁኔታ እኩልታ ውስንነቶችን ተገንዝቧል። ዋልስ፣ የእውነተኛው ጋዝ ግፊት እና ጥግግት ትልቅ ሲሆኑ በእውነተኛው የጋዝ ሁኔታ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ በርካታ ምክንያቶችን በመጨመር የተመጣጣኝ ጋዝ ሁኔታን እኩልታ ያሻሽሉ።

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

የጋዝ መጠን ሲቀንስ፣ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ይቀራረባል። በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ሲጠጋ፣ ሞለኪውሎቹ እርስ በርስ ይሳባሉ። ልክ እንደ ብረት ቁራጭ ወደ ማግኔት ሲቀርብ ነው። በማግኔት እና በብረት መካከል ያለው ርቀት በጣም በቂ ከሆነ፣ ማግኔቱ ብረትን መሳብ አይችልም። ነገር ግን በማግኔት እና በብረት መካከል ያለው ርቀት ቅርብ ከሆነ፣ ብረቱ ይጠጋጋል። ሞለኪውሎቹ ሊጋጩ ሲሉ፣ በሞለኪዩሉ ውጫዊ ክፍል ላይ ያሉት ኤሌክትሮኖች እርስ በእርስ ይገፋፋሉ (የኤሌክትሪክ መግፋት)። በዚህም ምክንያት፣ ሞለኪውሎች አንድ ላይ ሊጣበቁ አይችሉም። ከዚህ አጭር መግለጫ፣ በሞለኪውሎች መካከል ያለው የመጎተት ኃይል የጋዝ ሁኔታን እንደሚነካ መናገር ይቻላል።

የጋዝ ግፊቱ በቂ መጠን ሲኖረው እና የጋዝ መጠኑ ትንሽ ሲሆን፣ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ይቀራረባል። ሞለኪውሎችም መጠናቸው (የአቶሚክ ዲያሜትር = 10 ^-10 ሜትር) ስላላቸው፣ የእነዚህን ሞለኪውሎች መጠን ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን።

ቫን ደር ዋልስ የሞለኪውላር መጠንን እና በሞለኪውሎች መካከል የሚከሰቱትን ግንኙነቶች ከግምት ውስጥ በማስገባት የሁኔታ እኩልታን ይቀንሳል። በቫን ደር ዋልስ የተገኘው እኩልታ የተመረጠ የጋዝ ሁኔታ እኩልታን PV = n R T ማሻሻያ ውጤት ነው። የቫን ደር ዋልስ የክልል እኩልታ፡

P = የጋዝ ግፊት (N / m ² = Pa)

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 የመሳብ ኃይል ላይ የተመሰረተ ነው)

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

n = የሞሎች ብዛት (ሞል)

bn = የጋዝ ሞለኪውሎች ጠቅላላ መጠን

ቋሚዎች a እና b የሚገኙት በሙከራዎች ነው። ቋሚ እሴቶች a እና b በጋዝ አይነት ላይ የተመሰረቱ ናቸው።

n² / ቪ² = የሞሎች ብዛት (n) ከጋዝ መጠን (V) ካሬ ጋር ያለው ኳድራቲክ ጥምርታ። የn እሴት² / ቪ² በጋዙ ግፊት እና ጥግግት ላይ የተመሰረተ ነው። የጋዝ ግፊቱ (P) ትልቅ ከሆነ የጋዝ (V) መጠን ትንሽ ነው። ትንሹ V፣ ትልቁ n ነው።² / ቪ²የጋዝ መጠኑ አነስተኛ ሲሆን (n² / ቪ² ትልቅ ነው) በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት የበለጠ ቅርብ ነው። በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት በቀረበ ቁጥር በእነዚህ ሞለኪውሎች መካከል ያለው መስተጋብር (መጋጨት፣ መጎተት) ይጨምራል። ስለዚህ፣ n² / ቪ² በቀጥታ ከቋሚ ጋር ተመጣጣኝ ነው (ከቫን ደር ዋልስ እኩልታ ጋር ያወዳድሩ)። የ n እሴት በጨመረ ቁጥር² / ቪ²በሞለኪውሎች (ሀ) መካከል ያለው መስህብ የበለጠ ነው።
በተቃራኒው፣ የጋዝ ግፊቱ (P) ትንሽ ከሆነ የጋዝ (V) መጠን ትልቅ ይሆናል። ይበልጥ ጎልቶ በታየ ቁጥር፣ አነስተኛው n² / ቪ²ዝቅተኛው n² / ቪ²በሞለኪውሎቹ መካከል ያለውን ማራኪ ኃይል ዝቅ ያደርገዋል።

(V – bn) = በጋዝ መጠን እና በጋዝ ሞለኪውሎች ጠቅላላ መጠን መካከል ያለው ልዩነት። ቋሚው b የአንድ ሞለኪውሎች ሞለኪውሎች መጠንን ይወክላል። n = የሞለኪውሎች ብዛት። በ b እና n መካከል ያለው የጊዜ ውጤት (bn) = የጋዝ ሞለኪውሎች ጠቅላላ መጠን። የጋዝ ግፊቱ (P) የበለጠ ጉልህ ከሆነ የጋዝ (V) መጠን ይቀንሳል።

ትንሹ V፣ ትንሹ (V – bn)። ይህ ማለት በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ይጨምራል እና በእርግጥ በሞለኪውሎች መካከል ያለው መስህብ ይጨምራል። በተቃራኒው የጋዝ ግፊቱ አነስተኛ ከሆነ የጋዝ መጠን ይጨምራል። የጋዝ መጠን በጨመረ ቁጥር (V – bn) ከፍ ይላል። ትልቁ (V – bn)፣ በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ያለው መስህብ ያነሰ ነው።

የቫን ደር ዋልስ ሁኔታ እኩልታ ከትክክለኛው የጋዝ እኩልታ ይልቅ እውነተኛውን የጋዝ ሁኔታ በትክክል ይገልፃል ማለት እንችላለን። የግፊቱ እና የጋዝ ጥግግት በቂ ሲሆኑ የቫን ደር ዋልስ እኩልታ የበለጠ ትክክለኛ ውጤቶችን ይሰጣል። የጋዝ ግፊቱ በጣም ትልቅ ካልሆነ ( ² / V ² ) እና (V-bn) ችላ ሊባሉ ይችላሉ፣ ስለዚህ የቫን ደር ዋልስ ሁኔታ እኩልታ ወደ ተስማሚ የጋዝ ሁኔታ እኩልታ ይቀየራል።