Si Van der Walls mao ang ngalan sa usa ka Dutch physicist, si JD van der Waals (1837-1923). Ang Van der Waals Equation of State usa ka equation sa estado sa usa ka gas, susama sa The equation of state of an ideal gas. Ang kalainan mao, ang equation of state of an ideal gas dili makahatag og tukmang resulta kon ang pressure ug density sa tinuod nga gas igo na kadako. Samtang ang Van der Waals Equation of State makahatag og mas tukmang resulta.
Ang paglungtad niining ekwasyon naggikan kang Van der Waals, kinsa nakaamgo sa mga limitasyon sa ekwasyon sa usa ka sulundon nga estado. Ang Waals, nag-usab sa ekwasyon sa estado sa sulundon nga gas, pinaagi sa pagdugang og daghang mga butang nga nakaimpluwensya usab sa tinuod nga kondisyon sa gas, kung ang presyur ug densidad sa tinuod nga gas dako.
Ang presyur sa gas kay sukwahi nga proporsyonal sa gidaghanon. Kon motaas ang presyur sa gas, mokunhod ang gidaghanon sa gas. Sa laing bahin, kon mokunhod ang gidaghanon sa gas, motaas usab ang presyur sa gas. Kon mokunhod ang gidaghanon sa gas, motaas usab ang densidad sa gas (densidad = masa / gidaghanon). Maingon nga ang presyur direktang proporsyonal sa densidad. Kon dako ang presyur sa gas, dako usab ang densidad sa gas. Sa laing bahin, kon gamay ang presyur sa gas, gamay usab ang densidad sa gas. Ang presyur sa gas direktang proporsyonal usab sa temperatura. Kon motaas ang presyur sa gas, motaas usab ang temperatura sa gas. Makahinapos kita nga kon motaas ang presyur sa gas, motaas usab ang temperatura, ug densidad sa gas, samtang ang gidaghanon sa gas mokunhod.
Kon mokunhod ang gidaghanon sa gas, ang distansya tali sa mga molekula magkaduol. Kon ang distansya tali sa mga molekula magkaduol, ang mga molekula magdani sa usag usa. Sama ra kini kon ang usa ka piraso sa puthaw ipaduol sa usa ka magnet. Kon ang distansya tali sa magnet ug puthaw igo na ka layo, ang magnet dili makabira sa puthaw. Apan kon ang distansya tali sa magnet ug puthaw duol, ang puthaw mabira nga mas duol. Kon ang mga molekula hapit na magbangga, ang mga electron sa gawas sa molekula magsalikway sa usag usa (electrical repulsion). Tungod niini, ang mga molekula dili magtapot. Gikan niining mubo nga paghulagway, maingon nga ang puwersa sa pagbira tali sa mga molekula makaimpluwensya sa kondisyon sa gas.
Kon ang presyur sa gas igo na kadako, ug ang gidaghanon sa gas mahimong gamay, ang distansya tali sa mga molekula mahimong mas duol. Tungod kay ang mga molekula adunay usab gidak-on (diametro sa atomo = 10-10 m), nan kinahanglan usab natong tagdon ang gidaghanon niining mga molekula.
Ang Van der Waals mokunhod sa usa ka equation of state, nga gikonsiderar ang molecular volume ug ang mga interaksyon nga mahitabo tali sa mga molekula. Ang equation nga nakuha ni Van der Waals resulta sa pag-usab sa ideal gas state equation nga PV = n R T. Van der Waals Equation of State:
P = presyon sa gas (N / m2 = Pa)
V = gidaghanon sa gas (m3)
R = unibersal nga kanunay nga gas (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)
T = temperatura (K)
a = empirical constant (ang bili nagdepende sa puwersa sa atraksyon tali sa mga molekula sa gas)
b = empirical constant (nga nagrepresentar sa gidaghanon sa usa ka mole sa mga molekula sa gas)
n = Gidaghanon sa mga moles (mol)
bn = kinatibuk-ang gidaghanon sa mga molekula sa gas
Ang mga konstant nga a ug b makuha pinaagi sa mga eksperimento. Ang mga kantidad sa konstant nga a ug b nagdepende sa klase sa gas.
n2 /v2 = ang quadratic ratio sa gidaghanon sa mga moles (n) uban sa kwadrado sa gidaghanon sa gas (V). Ang bili sa n2 /v2 nagdepende sa presyur ug densidad sa gas. Kon dako ang presyur sa gas (P), gamay ra usab ang gidaghanon sa gas (V). Kon mas gamay ang V, mas dako ang n2 /v2. Kung gamay ra ang gidaghanon sa gas (n2 /v2 kay dako) mas duol ang distansya tali sa mga molekula. Kon mas duol ang distansya tali sa mga molekula, mas dako ang interaksyon tali niining mga molekula (pagbangga, pagtinabangay). Busa, n2 /v2 direktang proporsyonal sa usa ka konstant (itandi sa van der Waals equation). Kon mas dako ang bili sa n2 /v2, mas dako ang atraksyon tali sa mga molekula (a).
Sa laing bahin, kon gamay ang presyur sa gas (P), modako ang gidaghanon sa gas (V). Kon mas klaro ang V, mas gamay ang n2 /v2Kon mas ubos ang n2 /v2, mas ubos ang puwersa sa pagdani tali sa mga molekula.
(V – bn) = Kalainan tali sa gidaghanon sa gas ug sa kinatibuk-ang gidaghanon sa mga molekula sa gas. Ang constant nga b nagrepresentar sa gidaghanon sa usa ka mole sa mga molekula sa gas. n = gidaghanon sa mga mole. Ang produkto sa oras tali sa b ug n (bn) = ang kinatibuk-ang gidaghanon sa mga molekula sa gas. Kon ang presyur sa gas (P) modako, nan ang gidaghanon sa gas (V) mogamay.
Kon mas gamay ang V, mas gamay (V – bn). Kini nagpasabot nga ang distansya tali sa mga molekula modako ug, siyempre, ang atraksyon tali sa mga molekula modako. Sa laing bahin, kon ang presyur sa gas mogamay, ang gidaghanon sa gas modako. Kon mas dako ang gidaghanon sa gas, mas taas (V – bn). Kon mas dako (V – bn), mas gamay ang atraksyon tali sa mga molekula sa gas.
Maingon nato nga ang ekwasyon sa estado sa van der Waals mas tukma nga naghulagway sa tinuod nga estado sa gas kaysa sa sulundon nga ekwasyon sa gas. Kung ang presyur ug densidad sa gas igo na kadako, ang ekwasyon sa van der Waals naghatag ug mas tukma nga mga resulta. Kung ang presyur sa gas dili kaayo dako, nan (usa ka2 /v2) ug (V-bn) mahimong ibaliwala, aron ang ekwasyon sa estado sa Van der Waals mausab ngadto sa usa ka ideal nga ekwasyon sa estado sa gas.
