Van der Walls hè u nome di un fisicu olandese, JD van der Waals (1837-1923). L'equazione di statu di Van der Waals hè un'equazione di statu di un gas, simile à l'equazione di statu di un gas ideale. A differenza hè chì l'equazione di statu di un gas ideale ùn pò micca furnisce risultati precisi se a pressione è a densità di u gas reale sò abbastanza grande. Mentre chì l'equazione di statu di Van der Waals pò pruduce risultati più precisi.
L'esistenza di sta equazione vene da Van der Waals, chì hà capitu i limiti di l'equazione di un statu ideale. Waals, mudifica l'equazione di statu di u gasu ideale, aghjunghjendu parechji fattori chì influenzanu ancu a cundizione reale di u gasu, quandu a pressione è a densità di u gasu reale sò grande.
A pressione di u gas hè inversamente proporzionale à u vulume. Sè a pressione di u gas aumenta, u vulume di u gas diminuisce. À u cuntrariu, sè u vulume di u gas diminuisce, a pressione di u gas aumenta. Quandu u vulume di u gas diminuisce, a densità di u gas aumenta (densità = massa / vulume). Si pò dì chì a pressione hè direttamente proporzionale à a densità. Sè a pressione di u gas hè grande, ancu a densità di u gas hè grande. À u cuntrariu, sè a pressione di u gas hè chjuca, ancu a densità di u gas hè chjuca. A pressione di u gas hè ancu direttamente proporzionale à a temperatura. Sè a pressione di u gas aumenta, a temperatura di u gas aumenta. Pudemu cunclude chì sè a pressione di u gas aumenta, ancu a temperatura, è a densità di u gas aumentanu, mentre chì u vulume di u gas diminuisce.
Quandu u vulume di gasu diminuisce, a distanza trà e molecule si avvicina. Quandu a distanza trà e molecule si avvicina, e molecule s'attraenu. Hè cum'è quandu un pezzu di ferru hè avvicinatu à un magnetu. Sè a distanza trà u magnetu è u ferru hè abbastanza luntana, u magnetu ùn pò micca tirà u ferru. Ma sè a distanza trà u magnetu è u ferru hè vicina, u ferru hè tiratu più vicinu. Quandu e molecule stanu per scontrà si, l'elettroni à l'esternu di a molecule si respinghjenu (repulsione elettrica). Di cunsiguenza, e molecule ùn ponu micca attaccà si. Da sta breve descrizzione, si pò dì chì a forza di tirata trà e molecule influenza a cundizione di u gasu.
Quandu a pressione di u gasu hè abbastanza grande, è u vulume di u gasu diventa chjucu, a distanza trà e molecule si avvicina. Siccome e molecule anu ancu una dimensione (diametru atomicu = 10 -10 m), allora ci vole ancu à cunsiderà u vulume di ste molecule.
Van der Waals diminuisce una equazione di statu, cunsiderendu u vulume moleculare è l'interazzione chì si verificanu trà e molecule. L'equazione derivata da Van der Waals hè u risultatu di a mudificazione di l'equazione di statu di gas ideale PV = n R T. Equazione di Statu di Van der Waals:
P = pressione di u gasu (N / m2 = Pa)
V = vulume di gasu ( m³ )
R = custante universale di i gasi (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)
T = temperatura (K)
a = costante empirica (u valore dipende da a forza d'attrazione trà e molecule di gas)
b = costante empirica (chì rapprisenta u vulume di una mole di molecule di gas)
n = Numeru di moli (mol)
bn = vulume tutale di e molecule di gasu
E custanti a è b sò ottenute per via di sperimenti. I valori custanti a è b dipendenu da u tipu di gasu.
n2 /V2 = u rapportu quadraticu di u numeru di moli (n) cù u quadratu di u vulume di gasu (V). U valore di n2 /V2 dipende da a pressione è a densità di u gasu. Sè a pressione di u gasu (P) hè grande, tandu u vulume di gasu (V) hè chjucu. Più chjucu hè V, più grande hè n2 /V2Quandu u vulume di gas hè chjucu (n2 /V2 hè grande) a distanza trà e molecule hè più vicina. Più vicina hè a distanza trà e molecule, più grande sò l'interazioni trà ste molecule (collisione, tiramentu inseme). Dunque, n2 /V2 hè direttamente proporzionale à una costante (paragunate cù l'equazione di van der Waals). Più grande hè u valore di n2 /V2, più grande hè l'attrazione trà e molecule (a).
À u cuntrariu, s'è a pressione di u gasu (P) hè chjuca, tandu u vulume di gasu (V) diventa grande. Più V hè prominente, più n hè chjucu.2 /V2Più bassu hè u n2 /V2, più bassa hè a forza attrattiva trà e molecule.
(V – bn) = Differenza trà u vulume di gasu è u vulume tutale di e molecule di gasu. A custante b rapprisenta u vulume di una mole di molecule di gasu. n = numeru di moli. U pruduttu di u tempu trà b è n (bn) = u vulume tutale di e molecule di gasu. Sè a pressione di u gasu (P) diventa più significativa, allora u vulume di gasu (V) diventa più chjucu.
Più chjucu hè V, più chjucu hè (V – bn). Questu significa chì a distanza trà e molecule aumenta è, benintesa, l'attrazione trà e molecule aumenta. À u cuntrariu, se a pressione di u gas diminuisce, u vulume di u gas diventa più grande. Più significativu hè u vulume di gas, più altu hè (V – bn). Più grande hè (V – bn), più chjuca hè l'attrazione trà e molecule di gas.
Pudemu dì chì l'equazione di u statu di van der Waals descrive u statu reale di u gasu più precisamente chè l'equazione di u gasu ideale. Quandu a pressione è a densità di u gasu sò abbastanza grande, l'equazione di van der Waals dà risultati più precisi. Sè a pressione di u gasu ùn hè micca troppu grande, allora (an 2 / V 2 ) è (V-bn) ponu esse ignorati, cusì chì l'equazione di statu di Van der Waals si trasforma in una equazione di statu di gasu ideale.
