Van der Vals hollandiyalı fizik JD van der Vaalsın (1837-1923) adıdır. Van der Vaals Hal Tənliyi, ideal qazın hal tənliyinə bənzər bir qazın hal tənliyidir. Fərq ondadır ki, real qazın təzyiqi və sıxlığı kifayət qədər böyük olduqda ideal qazın hal tənliyi dəqiq nəticələr verə bilməz. Van der Vaals Hal Tənliyi isə daha dəqiq nəticələr verə bilər.
Bu tənliyin mövcudluğu ideal vəziyyət tənliyinin məhdudiyyətlərini anlayan Van der Waalsdan qaynaqlanır. Waals, real qazın təzyiqi və sıxlığı böyük olduqda, real qazın vəziyyətinə təsir edən bir neçə amil əlavə etməklə ideal qazın vəziyyət tənliyini dəyişdirir.
Qaz təzyiqi həcmlə tərs mütənasibdir. Qaz təzyiqi artarsa, qazın həcmi azalır. Əksinə, qazın həcmi azalarsa, qaz təzyiqi artır. Qazın həcmi azaldıqda, qaz sıxlığı artır (sıxlıq = kütlə / həcm). Təzyiqin sıxlıqla birbaşa mütənasib olduğunu demək olar. Qaz təzyiqi böyükdürsə, qaz sıxlığı da böyükdür. Əksinə, qaz təzyiqi kiçikdirsə, qaz sıxlığı da kiçikdir. Qaz təzyiqi də temperaturla birbaşa mütənasibdir. Qaz təzyiqi artarsa, qazın temperaturu artır. Belə bir nəticəyə gələ bilərik ki, qaz təzyiqi artarsa, qazın temperaturu və sıxlığı, qazın həcmi isə azalır.
Qaz həcmi azaldıqda, molekullar arasındakı məsafə daha da yaxınlaşır. Molekullar arasındakı məsafə daha da yaxınlaşdıqda, molekullar bir-birini cəzb edir. Bu, dəmir parçasının maqnitə yaxınlaşdırılması kimidir. Maqnitlə dəmir arasındakı məsafə kifayət qədər uzaqdırsa, maqnit dəmiri çəkə bilmir. Lakin maqnitlə dəmir arasındakı məsafə yaxındırsa, dəmir daha da yaxınlaşır. Molekullar toqquşmaq üzrə olduqda, molekulun xaricindəki elektronlar bir-birini itələyir (elektrik itələmə). Nəticədə, molekullar bir-birinə yapışa bilmir. Bu qısa təsvirdən belə demək olar ki, molekullar arasındakı dartma qüvvəsi qaz vəziyyətinə təsir göstərir.
Qaz təzyiqi kifayət qədər böyük olduqda və qazın həcmi azaldıqda, molekullar arasındakı məsafə daha da yaxınlaşır. Molekulların da ölçüləri olduğuna görə (atom diametri = 10-10 m ), bu molekulların həcmini də nəzərə almalıyıq.
Van der Waals, molekulyar həcmi və molekullar arasında baş verən qarşılıqlı təsirləri nəzərə alaraq, hal tənliyini azaldır. Van der Waals tərəfindən əldə edilən tənlik, ideal qaz halı tənliyinin PV = n R T modifikasiyasının nəticəsidir. Van der Waals Hal Tənliyi:
P = qaz təzyiqi (N / m2 = Pa)
V = qaz həcmi ( m³ )
R = universal qaz sabiti (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)
T = temperatur (K)
a = empirik sabit (dəyər qaz molekulları arasındakı cazibə qüvvəsindən asılıdır)
b = empirik sabit (bir mol qaz molekulunun həcmini təmsil edir)
n = Molların sayı (mol)
bn = qaz molekullarının ümumi həcmi
a və b sabitləri təcrübələr yolu ilə əldə edilir. a və b sabit dəyərləri qazın növündən asılıdır.
n2 / V.2 = mol sayının (n) qaz həcminin kvadratına (V) kvadrat nisbəti. n-nin dəyəri2 / V.2 qazın təzyiqindən və sıxlığından asılıdır. Əgər qaz təzyiqi (P) böyükdürsə, qazın həcmi (V) kiçikdir. V nə qədər kiçikdirsə, n bir o qədər böyükdür.2 / V.2Qaz həcmi kiçik olduqda (n2 / V.2 böyükdürsə) molekullar arasındakı məsafə daha yaxındır. Molekullar arasındakı məsafə nə qədər yaxın olarsa, bu molekullar arasındakı qarşılıqlı təsirlər (toqquşma, bir-birinə çəkilmə) bir o qədər çox olar. Buna görə də, n2 / V.2 sabitlə düz mütənasibdir (van der Waals tənliyi ilə müqayisə edin). n-nin qiyməti nə qədər böyükdürsə,2 / V.2, molekullar arasındakı cazibə nə qədər böyükdürsə (a).
Əksinə, qaz təzyiqi (P) kiçikdirsə, qazın həcmi (V) böyük olur. V nə qədər çox nəzərə çarpırsa, n bir o qədər kiçik olur.2 / V.2n nə qədər aşağıdırsa,2 / V.2, molekullar arasındakı cazibə qüvvəsi nə qədər aşağı olarsa.
(V – bn) = Qaz həcmi ilə qaz molekullarının ümumi həcmi arasındakı fərq. b sabiti bir mol qaz molekulunun həcmini təmsil edir. n = mol sayı. b və n arasındakı zamanın hasili (bn) = qaz molekullarının ümumi həcmi. Qaz təzyiqi (P) daha əhəmiyyətli olarsa, qazın həcmi (V) daha da kiçilər.
V nə qədər kiçikdirsə, (V – bn) bir o qədər kiçikdir. Bu o deməkdir ki, molekullar arasındakı məsafə artır və təbii ki, molekullar arasındakı cazibə qüvvəsi də artır. Əksinə, qaz təzyiqi azalarsa, qazın həcmi də böyüyür. Qazın həcmi nə qədər böyükdürsə, (V – bn) bir o qədər yüksəkdir. (V – bn) nə qədər böyükdürsə, qaz molekulları arasındakı cazibə qüvvəsi də bir o qədər kiçikdir.
Deyə bilərik ki, van der Waals vəziyyətinin tənliyi ideal qaz tənliyindən daha dəqiq şəkildə real qaz vəziyyətini təsvir edir. Təzyiq və qaz sıxlığı kifayət qədər böyük olduqda, van der Waals tənliyi daha dəqiq nəticələr verir. Əgər qaz təzyiqi çox böyük deyilsə, ( 2 /V2 ) və (V-bn) nəzərə alınmaya bilər, beləliklə, Van der Waals vəziyyətinin tənliyi ideal qaz vəziyyəti tənliyinə çevrilir.
