Van der Walls ass den Numm vum hollännesche Physiker J.D. van der Waals (1837-1923). D'Van der Waals Zoustandsgläichung ass eng Zoustandsgläichung vun engem Gas, ähnlech wéi d'Zoustandsgläichung vun engem ideale Gas. Den Ënnerscheed ass, datt d'Zoustandsgläichung vun engem ideale Gas keng korrekt Resultater liwwere kann, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss genuch sinn. Wärend d'Van der Waals Zoustandsgläichung méi korrekt Resultater liwwere kann.
D'Existenz vun dëser Equatioun staamt vum Van der Waals, deen d'Limiten vun der Equatioun vun engem idealen Zoustand erkannt huet. De Waals modifizéiert d'Zoustandsgläichung vum ideale Gas andeems hien e puer Faktoren derbäisetzt, déi och den tatsächlechen Gaszoustand beaflossen, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss sinn.
Den Gasdrock ass ëmgekéiert proportional zum Volumen. Wann den Gasdrock eropgeet, hëlt de Gasvolumen of. Ëmgekéiert, wann de Gasvolumen erofgeet, hëlt den Gasdrock zou. Wann de Gasvolumen erofgeet, hëlt d'Gasdicht zou (Dicht = Mass / Volumen). Et kann ee soen, datt den Drock direkt proportional zur Dicht ass. Wann den Gasdrock grouss ass, ass d'Gasdicht och grouss. Ëmgekéiert, wann den Gasdrock kleng ass, ass d'Gasdicht och kleng. Den Gasdrock ass och direkt proportional zur Temperatur. Wann den Gasdrock eropgeet, hëlt d'Gastemperatur zou. Mir kënnen dovun ausgoen, datt wann den Gasdrock eropgeet, d'Temperatur an d'Dicht vum Gas eropgoen, während de Gasvolumen erofgeet.
Wann de Gasvolumen erofgeet, gëtt den Ofstand tëscht de Molekülle méi kleng. Wann den Ofstand tëscht de Molekülle méi kleng gëtt, zéien d'Molekülle sech géigesäiteg un. Et ass wéi wann e Stéck Eisen no bei e Magnet bruecht gëtt. Wann den Ofstand tëscht dem Magnet an dem Eisen wäit genuch ass, kann de Magnet keen Eisen zéien. Mee wann den Ofstand tëscht dem Magnet an dem Eisen kleng ass, gëtt d'Eisen méi no unenee gezunn. Wann d'Molekülle kuerz virum Kollisiounspunkt sinn, stoussen d'Elektronen op der Äussewelt vum Moleküll sech géigesäiteg of (elektresch Ofstoßung). Dofir kënnen d'Molekülle net méi zesummekleben. Aus dëser kuerzer Beschreiwung kann ee soen, datt d'Zuchkraaft tëscht de Molekülle den Zoustand vum Gas beaflosst.
Wann den Gasdrock grouss genuch ass, an de Gasvolumen kleng gëtt, gëtt den Ofstand tëscht de Molekülle méi kleng. Well Molekülle och eng Gréisst hunn (Atomduerchmiesser = 10 -10 m), musse mir och de Volume vun dëse Molekülle berücksichtegen.
De Van der Waals reduzéiert eng Zoustandsgläichung andeems en de molekulare Volumen an d'Interaktiounen tëscht de Moleküle berécksiichtegt. D'Gleichung, déi vum Van der Waals ofgeleet gëtt, ass d'Resultat vun der Modifikatioun vun der idealer Gaszustandsgläichung PV = n R T. Van der Waals Zoustandsgläichung:
P = Gasdrock (N / m² = Pa)
V = Gasvolumen ( m³ )
R = universell Gaskonstant (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)
T = Temperatur (K)
a = empiresch Konstant (de Wäert hänkt vun der Attraktiounskraaft tëscht de Gasmoleküle of)
b = empiresch Konstant (representéiert de Volumen vun engem Mol Gasmolekülen)
n = Zuel vu Molen (mol)
bn = Gesamtvolumen vun de Gasmolekülen
D'Konstanten a a b ginn duerch Experimenter kritt. D'Konstantwäerter a a b hänken vun der Aart vum Gas of.
n2 / V.2 = dat quadratescht Verhältnes vun der Unzuel vu Molen (n) zum Quadrat vum Volumen vum Gas (V). De Wäert vun n2 / V.2 hänkt vum Drock an der Dicht vum Gas of. Wann den Gasdrock (P) grouss ass, dann ass de Volume vum Gas (V) kleng. Wat méi kleng V ass, wat méi grouss ass n2 / V.2Wann de Gasvolumen kleng ass (n2 / V.2 (wann grouss ass) ass den Ofstand tëscht de Molekülle méi kleng. Wat méi kleng den Ofstand tëscht de Molekülle ass, wat méi grouss d'Interaktiounen tëscht dëse Molekülle sinn (kollidéieren, zesummezéien). Dofir, n2 / V.2 ass direkt proportional zu enger Konstant (vergläicht mat der van der Waals-Equatioun). Wat méi grouss de Wäert vun n ass2 / V.2, wat d'Attraktioun tëscht de Molekülen (a) méi grouss ass.
Am Géigendeel, wann den Gasdrock (P) kleng ass, dann gëtt de Volume vum Gas (V) méi grouss. Wat méi prominent V ass, wat méi kleng n ass.2 / V.2Wat méi niddreg den n ass2 / V.2, wat méi niddreg d'Attraktiounskraaft tëscht de Molekülen ass.
(V – bn) = Differenz tëscht dem Gasvolumen an dem Gesamtvolumen vun de Gasmolekülen. D'Konstant b representéiert de Volumen vun engem Mol Gasmolekülen. n = Zuel vun de Molen. D'Produkt vun der Zäit tëscht b an n (bn) = de Gesamtvolumen vun de Gasmolekülen. Wann den Gasdrock (P) méi bedeitend gëtt, da gëtt de Gasvolumen (V) méi kleng.
Wat méi kleng de V ass, wat méi kleng (V – bn). Dëst bedeit, datt den Ofstand tëscht de Molekülle méi grouss gëtt an natierlech och d'Attraktioun tëscht de Molekülle méi grouss gëtt. Am Géigendeel, wann den Gasdrock méi kleng gëtt, gëtt de Gasvolumen méi grouss. Wat méi grouss de Volume vum Gas ass, wat méi héich (V – bn). Wat méi grouss (V – bn), wat méi kleng d'Attraktioun tëscht de Gasmolekülle ass.
Mir kënne soen, datt d'Equatioun vum van der Waals-Zoustand den tatsächleche Gaszoustand méi genee beschreift wéi d'Equatioun vum Idealgas. Wann den Drock an d'Gasdicht grouss genuch sinn, gëtt d'Equatioun vum van der Waals méi genee Resultater. Wann den Gasdrock net ze grouss ass, da kënnen (an² / V² ) an (V-bn) ignoréiert ginn, sou datt d'Equatioun vum Van der Waals-Zoustand an eng ideal Gaszoustandsgläichung ännert.
