Van der Waals ແມ່ນຊື່ຂອງນັກຟີຊິກຊາວໂຮນລັງ, J.D. van der Waals (1837–1923). ສົມຜົນ van der Waals ຂອງສະຖານະແມ່ນສົມຜົນອາຍແກັສຂອງສະຖານະ, ຄ້າຍຄືກັບ ສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິຂອງສະຖານະ . ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນວ່າສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິບໍ່ສາມາດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຖືກຕ້ອງຖ້າຄວາມກົດດັນແລະຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສທີ່ແທ້ຈິງມີຂະໜາດໃຫຍ່ພໍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສົມຜົນ van der Waals ຂອງສະຖານະສາມາດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຖືກຕ້ອງກວ່າ.
ສົມຜົນນີ້ມີຕົ້ນກຳເນີດມາຈາກ Van der Waals, ຜູ້ທີ່ໄດ້ຮັບຮູ້ຂໍ້ຈຳກັດຂອງສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິຂອງສະຖານະ. Waals ໄດ້ດັດແປງສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິຂອງສະຖານະໂດຍການເພີ່ມຫຼາຍປັດໃຈທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ສະຖານະຂອງອາຍແກັສທີ່ແທ້ຈິງເມື່ອຄວາມດັນ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສທີ່ແທ້ຈິງສູງພຽງພໍ.
ເມື່ອຄວາມດັນຂອງອາຍແກັສເພີ່ມຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສກໍ່ຈະເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ປະລິມານຂອງອາຍແກັສຫຼຸດລົງ.
ຄວາມດັນອາຍແກັສມີສັດສ່ວນກົງກັນຂ້າມກັບປະລິມານ. ຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສເພີ່ມຂຶ້ນ, ປະລິມານຈະຫຼຸດລົງ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າປະລິມານອາຍແກັສຫຼຸດລົງ, ຄວາມດັນອາຍແກັສຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອປະລິມານອາຍແກັສຫຼຸດລົງ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສຈະເພີ່ມຂຶ້ນ (ຄວາມໜາແໜ້ນ = ຄວາມໜາແໜ້ນ = ມວນສານ / ປະລິມານ). ສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າຄວາມດັນມີສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບຄວາມໜາແໜ້ນ. ຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສສູງ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສກໍ່ສູງເຊັ່ນກັນ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສຕໍ່າ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສກໍ່ຕໍ່າເຊັ່ນກັນ. ຄວາມດັນອາຍແກັສຍັງມີສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບອຸນຫະພູມ. ຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສເພີ່ມຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ພວກເຮົາສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສເພີ່ມຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສຈະເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ປະລິມານຂອງອາຍແກັສຫຼຸດລົງ.
ເມື່ອປະລິມານຂອງອາຍແກັສຫຼຸດລົງ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມເລກຸນກໍ່ຈະໃກ້ຊິດກັນຫຼາຍຂຶ້ນ. ເມື່ອໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມເລກຸນໃກ້ຊິດກັນຫຼາຍຂຶ້ນ, ໂມເລກຸນຈະດຶງດູດກັນ. ມັນຄ້າຍຄືກັບເວລາທີ່ເຫຼັກຖືກນຳມາໃກ້ກັບແມ່ເຫຼັກ. ຖ້າໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແມ່ເຫຼັກແລະເຫຼັກຢູ່ໄກພໍ, ແມ່ເຫຼັກຈະບໍ່ສາມາດດຶງດູດເຫຼັກໄດ້. ແຕ່ຖ້າໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແມ່ເຫຼັກແລະເຫຼັກຢູ່ໃກ້ກັນ, ເຫຼັກຈະຖືກດຶງເຂົ້າໃກ້ທັນທີ. ເມື່ອໂມເລກຸນກຳລັງຈະປະທະກັນ, ເອເລັກຕຣອນທີ່ຢູ່ດ້ານນອກຂອງໂມເລກຸນຈະຂັບໄລ່ກັນ (ແຮງດັນໄຟຟ້າ). ດັ່ງນັ້ນ, ໂມເລກຸນຈຶ່ງບໍ່ສາມາດຕິດກັນໄດ້. ຈາກຄຳອະທິບາຍສັ້ນໆນີ້, ສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນຍັງມີຜົນກະທົບຕໍ່ສະພາບຂອງອາຍແກັສ.
ເມື່ອຄວາມດັນຂອງອາຍແກັສສູງພຽງພໍ ແລະ ປະລິມານຂອງອາຍແກັສມີໜ້ອຍ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມເລກຸນຈະໃກ້ຊິດກັນຫຼາຍຂຶ້ນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ໂມເລກຸນຈະເຕັມເກືອບທັງໝົດຂອງປະລິມານຂອງອາຍແກັສ. ເນື່ອງຈາກໂມເລກຸນຍັງມີຂະໜາດ (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງອະຕອມ = 10-10 ແມັດ ), ພວກເຮົາຍັງຈຳເປັນຕ້ອງຄຳນຶງເຖິງປະລິມານຂອງໂມເລກຸນເຫຼົ່ານີ້.
ສົມຜົນຂອງສະຖານະ
Van der Waals ໄດ້ມາເຊິ່ງສົມຜົນຂອງສະຖານະ, ໂດຍຄຳນຶງເຖິງປະລິມານຂອງໂມເລກຸນ ແລະ ການພົວພັນທີ່ເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງໂມເລກຸນ. ສົມຜົນທີ່ໄດ້ມາຈາກ Van der Waals ແມ່ນການດັດແປງສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິຂອງສະຖານະ PV = nRT.
ຂໍ້ມູນ:
P = ຄວາມດັນອາຍແກັສ (N/m2 = Pa)
V = ປະລິມານອາຍແກັສ (ມ 3 )
R = ຄ່າຄົງທີ່ຂອງອາຍແກັສທົ່ວໄປ (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
T = ອຸນຫະພູມ (K)
a = ຄ່າຄົງທີ່ທາງປະສົບການ (ຄ່າຂອງມັນຂຶ້ນກັບແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນອາຍແກັສ)
b = ຄ່າຄົງທີ່ຕາມປະສົບການ (ສະແດງເຖິງປະລິມານຂອງໂມເລກຸນອາຍແກັສໜຶ່ງໂມລ)
n = ຈຳນວນໂມລ (ໂມລ)
bn = ປະລິມານທັງໝົດຂອງໂມເລກຸນອາຍແກັສ
ຄ່າຄົງທີ່ a ແລະ b ແມ່ນໄດ້ມາຈາກການທົດລອງ. ຄ່າຂອງຄ່າຄົງທີ່ a ແລະ b ແມ່ນຂຶ້ນກັບປະເພດຂອງອາຍແກັສ.
n 2 / V 2 = ອັດຕາສ່ວນຂອງກຳລັງສອງຂອງຈຳນວນໂມລ (n) ຕໍ່ກຳລັງສອງຂອງປະລິມານອາຍແກັສ (V). ຄ່າຂອງ n 2 / V 2 ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມກົດດັນ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສ. ຖ້າຄວາມກົດດັນຂອງອາຍແກັສ (P) ມີຂະໜາດໃຫຍ່, ປະລິມານອາຍແກັສ (V) ຈະນ້ອຍ. V ນ້ອຍກວ່າ, n 2 / V 2 ຈະໃຫຍ່ກວ່າ . ເມື່ອປະລິມານອາຍແກັສມີຂະໜາດນ້ອຍ (n 2 / V 2 ແມ່ນໃຫຍ່) ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມເລກຸນຈະໃກ້ຊິດກັນຫຼາຍຂຶ້ນ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມເລກຸນຈະໃກ້ຊິດກັນຫຼາຍຂຶ້ນ, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການພົວພັນລະຫວ່າງໂມເລກຸນ (ການຊົນກັນ, ການດຶງດູດເຊິ່ງກັນແລະກັນ). ດັ່ງນັ້ນ n 2 / V 2 ແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບຄ່າຄົງທີ່ a (ປຽບທຽບກັບສົມຜົນ van der Waals, ດ້ານຊ້າຍ). ຄ່າຂອງ n 2 / V 2 ຍິ່ງໃຫຍ່ , ແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນ (a) ຍິ່ງໃຫຍ່. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າຄວາມກົດດັນຂອງອາຍແກັສ (P) ນ້ອຍ, ປະລິມານອາຍແກັສ (V) ຈະໃຫຍ່ຂຶ້ນ. V ໃຫຍ່ກວ່າ, n 2 / V 2 ຍິ່ງນ້ອຍລົງ . n2 /V2 ນ້ອຍ ກວ່າ , ແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນກໍ່ນ້ອຍກວ່າເຊັ່ນກັນ.
(V – bn) = ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງປະລິມານອາຍແກັສ ແລະ ປະລິມານທັງໝົດຂອງໂມເລກຸນອາຍແກັສ. ຄ່າຄົງທີ່ b ໝາຍເຖິງປະລິມານຂອງໂມເລກຸນອາຍແກັສໜຶ່ງໂມລ. n = ຈຳນວນໂມລ. ຜົນຄູນຂອງ b ແລະ n (bn) = ປະລິມານທັງໝົດຂອງໂມເລກຸນອາຍແກັສ. ຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສ (P) ຫຼາຍກວ່າ, ປະລິມານອາຍແກັສ (V) ຈະນ້ອຍກວ່າ.
V ນ້ອຍກວ່າ, ແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນກໍ່ຈະນ້ອຍກວ່າ (V – bn). ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມເລກຸນໃກ້ກັນກວ່າ ແລະ ແນ່ນອນວ່າແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນຈະໃຫຍ່ກວ່າ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າຄວາມດັນຂອງອາຍແກັສຕ່ຳກວ່າ, ປະລິມານຂອງອາຍແກັສຈະໃຫຍ່ກວ່າ. ປະລິມານຂອງອາຍແກັສຫຼາຍເທົ່າໃດ, ແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນອາຍແກັສກໍ່ຈະໃຫຍ່ກວ່າ (V – bn). ແຮງດຶງດູດລະຫວ່າງໂມເລກຸນອາຍແກັສຈະນ້ອຍລົງ.
ພວກເຮົາສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າສົມຜົນ van der Waals ຂອງສະຖານະອະທິບາຍສະຖານະຂອງອາຍແກັສທີ່ແທ້ຈິງໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງກວ່າສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິ. ເມື່ອຄວາມດັນ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາຍແກັສມີຂະໜາດໃຫຍ່ພໍ, ສົມຜົນ van der Waals ໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຖືກຕ້ອງກວ່າ. ຖ້າຄວາມດັນອາຍແກັສບໍ່ໃຫຍ່ເກີນໄປ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ ( 2 /V2 ) ແລະ (V-bn) ສາມາດຖືກລະເລີຍໄດ້, ດັ່ງນັ້ນສົມຜົນ van der Waals ຂອງສະຖານະຈຶ່ງກາຍເປັນສົມຜົນອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິຂອງສະຖານະ.
