Van der Waals ညီမျှခြင်း

Van der Walls ဆိုတာ ဒတ်ချ် ရူပဗေဒပညာရှင် JD van der Waals (1837-1923) ရဲ့ အမည်ဖြစ်သည်။ Van der Waals Equation of State ဆိုတာ စံပြဓာတ်ငွေ့ရဲ့ အခြေအနေညီမျှခြင်းနဲ့ ဆင်တူတဲ့ ဓာတ်ငွေ့ရဲ့ အခြေအနေညီမျှခြင်းတစ်ခုပါ။ ကွာခြားချက်ကတော့ စံပြဓာတ်ငွေ့ရဲ့ အခြေအနေညီမျှခြင်းဟာ တကယ့်ဓာတ်ငွေ့ရဲ့ ဖိအားနဲ့ သိပ်သည်းဆ လုံလောက်အောင် များပြားရင် တိကျတဲ့ရလဒ်တွေကို မပေးနိုင်ပါဘူး။ Van der Waals Equation of State က ပိုမိုတိကျတဲ့ရလဒ်တွေကို ထုတ်ပေးနိုင်ပါတယ်။

ဤညီမျှခြင်း၏တည်ရှိမှုသည် စံပြအခြေအနေ၏ ညီမျှခြင်း၏ ကန့်သတ်ချက်များကို သဘောပေါက်ခဲ့သော Van der Waals မှ ဆင်းသက်လာသည်။ Waals များသည် အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့၏ ဖိအားနှင့် သိပ်သည်းဆများသောအခါတွင် အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့အခြေအနေကို လွှမ်းမိုးသော အချက်များစွာကို ထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် စံပြဓာတ်ငွေ့အခြေအနေညီမျှခြင်းကို ပြုပြင်ပေးသည်။

ဓာတ်ငွေ့ဖိအားသည် ထုထည်နှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအားတိုးလာပါက ဓာတ်ငွေ့ထုထည် လျော့ကျသွားသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် ဓာတ်ငွေ့ထုထည် လျော့ကျသွားပါက ဓာတ်ငွေ့ဖိအား မြင့်တက်လာသည်။ ဓာတ်ငွေ့ထုထည် လျော့ကျသွားသောအခါ ဓာတ်ငွေ့သိပ်သည်းဆ မြင့်တက်လာသည် (သိပ်သည်းဆ = ဒြပ်ထု / ထုထည်)။ ဖိအားသည် သိပ်သည်းဆနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်ဟု ဆိုနိုင်သည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား များပါက ဓာတ်ငွေ့သိပ်သည်းဆလည်း များပြားသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် ဓာတ်ငွေ့ဖိအား နည်းပါက ဓာတ်ငွေ့သိပ်သည်းဆလည်း နည်းပါးသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအားသည် အပူချိန်နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား မြင့်တက်လာပါက ဓာတ်ငွေ့အပူချိန် မြင့်တက်လာသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား မြင့်တက်လာပါက ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်နှင့် သိပ်သည်းဆ မြင့်တက်လာပြီး ဓာတ်ငွေ့ထုထည် လျော့ကျသွားသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။

ဓာတ်ငွေ့ထုထည် လျော့နည်းသွားသောအခါ မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေးသည် ပိုမိုနီးကပ်လာသည်။ မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး ပိုမိုနီးကပ်လာသောအခါ မော်လီကျူးများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆွဲငင်ကြသည်။ ၎င်းသည် သံလိုက်တစ်ခုနှင့် သံလိုက်နီးကပ်လာသောအခါနှင့် တူသည်။ သံလိုက်နှင့် သံကြားအကွာအဝေးသည် လုံလောက်အောင် ဝေးနေပါက သံလိုက်သည် သံကို မဆွဲနိုင်ပါ။ သို့သော် သံလိုက်နှင့် သံကြားအကွာအဝေး နီးကပ်နေပါက သံကို ပိုမိုနီးကပ်စွာ ဆွဲယူသည်။ မော်လီကျူးများ တိုက်မိတော့မည့်အချိန်တွင် မော်လီကျူး၏ အပြင်ဘက်ရှိ အီလက်ထရွန်များသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု တွန်းကန်ကြသည် (လျှပ်စစ်တွန်းကန်မှု)။ ရလဒ်အနေဖြင့် မော်လီကျူးများသည် အတူတကွ မကပ်နိုင်ပါ။ ဤအကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြချက်အရ မော်လီကျူးများအကြား ဆွဲငင်အားသည် ဓာတ်ငွေ့အခြေအနေကို လွှမ်းမိုးသည်ဟု ဆိုနိုင်သည်။

ဓာတ်ငွေ့ဖိအား လုံလောက်စွာ ကြီးမားပြီး ဓာတ်ငွေ့ထုထည် သေးငယ်လာသောအခါ မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေးသည် ပိုမိုနီးကပ်လာသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် မော်လီကျူးများတွင်လည်း အရွယ်အစားရှိသည် (အက်တမ်အချင်း = 10)။^-10 m)၊ ထို့နောက် ဤမော်လီကျူးများ၏ ထုထည်ကိုလည်း ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန် လိုအပ်ပါသည်။

Van der Waals သည် မော်လီကျူးထုထည်နှင့် မော်လီကျူးများအကြား ဖြစ်ပေါ်သော အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစား၍ အခြေအနေညီမျှခြင်းကို လျော့ကျစေသည်။ Van der Waals မှရရှိသော ညီမျှခြင်းသည် စံပြဓာတ်ငွေ့အခြေအနေညီမျှခြင်း PV = n R T ကို ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။ Van der Waals အခြေအနေညီမျှခြင်း-

P = ဓာတ်ငွေ့ဖိအား (N / m)² = ပ)

V = ဓာတ်ငွေ့ ပမာဏ (m3)³)

R = ယူနီဗာဆယ် ဓာတ်ငွေ့ ကိန်းသေ (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)

T = အပူချိန် (K)

a = အတွေ့အကြုံဆိုင်ရာ ကိန်းသေ (တန်ဖိုးသည် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများကြားရှိ ဆွဲငင်အားပေါ်တွင် မူတည်သည်)

b = အတွေ့အကြုံဆိုင်ရာ ကိန်းသေ (ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူး တစ်မိုလ်၏ ထုထည်ကို ကိုယ်စားပြုသည်)

n = မိုလ်အရေအတွက် (mol)

bn = ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများ၏ စုစုပေါင်းထုထည်

a နှင့် b ကိန်းသေများကို စမ်းသပ်ချက်များမှတစ်ဆင့် ရရှိသည်။ a နှင့် b ကိန်းသေတန်ဖိုးများသည် ဓာတ်ငွေ့အမျိုးအစားပေါ်တွင် မူတည်သည်။

n² / v² = မိုလ်အရေအတွက် (n) နှင့် ဓာတ်ငွေ့ပမာဏ (V) နှစ်ထပ်ကိန်းတို့၏ နှစ်ထပ်ကိန်းအချိုး။ n ၏ တန်ဖိုး² / v² ဓာတ်ငွေ့၏ ဖိအားနှင့် သိပ်သည်းဆပေါ်တွင် မူတည်သည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား (P) များပါက ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည် (V) နည်းသည်။ V နည်းလေ n များလေဖြစ်သည်။² / v²ဓာတ်ငွေ့ပမာဏ နည်းသောအခါ (n² / v² မော်လီကျူးများကြား အကွာအဝေး ပိုနီးလေဖြစ်သည်။ မော်လီကျူးများကြား အကွာအဝေး ပိုနီးလေ၊ ဤမော်လီကျူးများကြား အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုများ (တိုက်မိခြင်း၊ ဆွဲယူခြင်း) ပိုများလေဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် n² / v² ကိန်းသေတစ်ခုနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျပါသည် (van der Waals ညီမျှခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ)။ n ၏ တန်ဖိုး ကြီးလေ၊² / v²မော်လီကျူးများ (a) အကြား ဆွဲငင်အား ပိုများလေဖြစ်သည်။
ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနဲ့ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား (P) နည်းရင် ဓာတ်ငွေ့ (V) ရဲ့ ထုထည် ကြီးလာပါတယ်။ V ပိုထင်ရှားလေ n နည်းလေပါပဲ။² / v²n နည်းလေ² / v²မော်လီကျူးများကြား ဆွဲငင်အား နည်းလေဖြစ်သည်။

(V – bn) = ဓာတ်ငွေ့ထုထည်နှင့် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများ၏ စုစုပေါင်းထုထည်အကြား ကွာခြားချက်။ ကိန်းသေ b သည် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူး တစ်မိုလ်၏ ထုထည်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ n = မိုလ်အရေအတွက်။ b နှင့် n အကြား အချိန်၏ မြှောက်လဒ် (bn) = ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများ၏ စုစုပေါင်းထုထည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား (P) ပိုမိုသိသာထင်ရှားလာပါက ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည် (V) သည် သေးငယ်လာသည်။

V နည်းလေ (V – bn) နည်းလေဖြစ်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး တိုးလာပြီး မော်လီကျူးများအကြား ဆွဲငင်အားလည်း တိုးလာသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် ဓာတ်ငွေ့ဖိအား နည်းလာပါက ဓာတ်ငွေ့ထုထည် ပိုကြီးလာမည်ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့ထုထည် အရေးပါလေ (V – bn) မြင့်လေဖြစ်သည်။ (V – bn) ကြီးလေ၊ ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများအကြား ဆွဲငင်အား နည်းလေဖြစ်သည်။

van der Waals state ညီမျှခြင်းသည် ideal gas ညီမျှခြင်းထက် real gas state ကို ပိုမိုတိကျစွာဖော်ပြသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ပြောနိုင်ပါသည်။ ဖိအားနှင့် ဓာတ်ငွေ့သိပ်သည်းဆ လုံလောက်စွာများပြားသောအခါ van der Waals ညီမျှခြင်းသည် ပိုမိုတိကျသောရလဒ်များကို ပေးစွမ်းသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား အလွန်မကြီးပါက (an² / v²) နှင့် (V-bn) ကို လျစ်လျူရှုနိုင်သောကြောင့် Van der Waals အခြေအနေ ညီမျှခြင်းသည် ideal gas အခြေအနေ ညီမျှခြင်းသို့ ပြောင်းလဲသွားပါသည်။