ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਇੱਕ ਡੱਚ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨੀ, ਜੇ.ਡੀ. ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ (1837–1923) ਦਾ ਨਾਮ ਹੈ। ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਅਵਸਥਾ ਸਮੀਕਰਨ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਅਵਸਥਾ ਦਾ ਇੱਕ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਅਵਸਥਾ ਦੇ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਫਰਕ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਸਹੀ ਨਤੀਜੇ ਨਹੀਂ ਦੇ ਸਕਦਾ ਜੇਕਰ ਅਸਲ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਡੀ ਹੋਵੇ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਅਵਸਥਾ ਦਾ ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਸਮੀਕਰਨ ਵਧੇਰੇ ਸਹੀ ਨਤੀਜੇ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਇਹ ਸਮੀਕਰਨ ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋਇਆ ਸੀ, ਜਿਸਨੇ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪਛਾਣਿਆ। ਵਾਲਸ ਨੇ ਕਈ ਕਾਰਕਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜ ਕੇ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ ਸੋਧਿਆ ਜੋ ਅਸਲ ਗੈਸ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਅਸਲ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਕਾਫ਼ੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਉਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਵੀ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘਟਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਆਇਤਨ ਦੇ ਉਲਟ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਆਇਤਨ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਦਾ ਆਕਾਰ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦੀ ਘਣਤਾ ਵਧਦੀ ਹੈ (ਘਣਤਾ = ਘਣਤਾ = ਪੁੰਜ / ਆਇਤਨ)। ਇਹ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਦਬਾਅ ਘਣਤਾ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦੀ ਘਣਤਾ ਵੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦੀ ਘਣਤਾ ਵੀ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵੀ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਇਹ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਨੇੜੇ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਨੇੜੇ ਹੁੰਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਣੂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਆਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਉਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹੈ ਜਦੋਂ ਲੋਹੇ ਦੇ ਟੁਕੜੇ ਨੂੰ ਚੁੰਬਕ ਦੇ ਨੇੜੇ ਲਿਆਂਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਚੁੰਬਕ ਅਤੇ ਲੋਹੇ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਕਾਫ਼ੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਚੁੰਬਕ ਲੋਹੇ ਨੂੰ ਆਕਰਸ਼ਿਤ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦਾ। ਪਰ ਜੇਕਰ ਚੁੰਬਕ ਅਤੇ ਲੋਹੇ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਨੇੜੇ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੋਹਾ ਤੁਰੰਤ ਨੇੜੇ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਅਣੂ ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਬਾਹਰਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਦੇ ਹਨ (ਬਿਜਲੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ)। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਅਣੂ ਇਕੱਠੇ ਨਹੀਂ ਚਿਪਕ ਸਕਦੇ। ਇਸ ਸੰਖੇਪ ਵਿਆਖਿਆ ਤੋਂ, ਇਹ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਕਰਸ਼ਕ ਬਲ ਗੈਸ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਵੀ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਕਾਫ਼ੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਨੇੜੇ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਅਣੂ ਗੈਸ ਦੇ ਲਗਭਗ ਪੂਰੇ ਆਇਤਨ ਨੂੰ ਭਰ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਕਿਉਂਕਿ ਅਣੂਆਂ ਦਾ ਵੀ ਆਕਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਪਰਮਾਣੂ ਵਿਆਸ = 10-10 ਮੀਟਰ ), ਸਾਨੂੰ ਇਹਨਾਂ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਨੂੰ ਵੀ ਧਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।
ਅਵਸਥਾ ਦਾ ਸਮੀਕਰਨ
ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਨੇ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਅਤੇ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਪਰਸਪਰ ਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਧਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ, ਅਵਸਥਾ ਦਾ ਇੱਕ ਸਮੀਕਰਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ। ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸਮੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ PV = nRT ਦੇ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਦਾ ਇੱਕ ਸੋਧ ਹੈ।
ਜਾਣਕਾਰੀ:
P = ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ (N/m 2 = Pa)
V = ਗੈਸ ਆਇਤਨ (m 3 )
R = ਯੂਨੀਵਰਸਲ ਗੈਸ ਸਥਿਰਾਂਕ (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
ਟੀ = ਤਾਪਮਾਨ (ਕੇ)
a = ਅਨੁਭਵੀ ਸਥਿਰਾਂਕ (ਇਸਦਾ ਮੁੱਲ ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਕਰਸ਼ਕ ਬਲ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ)
b = ਅਨੁਭਵੀ ਸਥਿਰਾਂਕ (ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਇੱਕ ਮੋਲ ਦੇ ਆਇਤਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ)
n = ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ (ਮੋਲ)
bn = ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦਾ ਕੁੱਲ ਆਇਤਨ
ਸਥਿਰਾਂਕ a ਅਤੇ b ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਸਥਿਰਾਂਕ a ਅਤੇ b ਦੇ ਮੁੱਲ ਗੈਸ ਦੀ ਕਿਸਮ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ।
n 2 / V 2 = ਮੋਲ (n) ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਦੇ ਵਰਗ ਅਤੇ ਗੈਸ ਆਇਤਨ (V) ਦੇ ਵਰਗ ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ। n 2 / V 2 ਦਾ ਮੁੱਲ ਗੈਸ ਦੇ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ (P) ਵੱਡਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਆਇਤਨ (V) ਛੋਟਾ ਹੈ। ਜਿੰਨਾ ਛੋਟਾ V, ਓਨਾ ਹੀ ਵੱਡਾ n 2 / V 2। ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਆਇਤਨ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (n 2 / V 2 ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ) ਤਾਂ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਨੇੜੇ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਜਿੰਨੀ ਨੇੜੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਓਨੀ ਹੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ (ਟੱਕਰ, ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਪ੍ਰਤੀ ਖਿੱਚ)। ਇਸ ਲਈ n 2 / V 2 ਸਥਿਰ a ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਸਮੀਕਰਨ, ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ ਕਰੋ)। n 2 / V 2 ਦਾ ਮੁੱਲ ਜਿੰਨਾ ਵੱਡਾ ਹੋਵੇਗਾ , ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਕਰਸ਼ਕ ਬਲ ਓਨਾ ਹੀ ਵੱਡਾ ਹੋਵੇਗਾ (a)। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ (P) ਛੋਟਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਆਇਤਨ (V) ਵੱਡਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਿੰਨਾ ਵੱਡਾ V, ਓਨਾ ਹੀ ਛੋਟਾ n 2 / V 2 । n 2 / V 2 ਜਿੰਨਾ ਛੋਟਾ ਹੋਵੇਗਾ , ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਕਰਸ਼ਕ ਬਲ ਵੀ ਘੱਟ ਹੋਵੇਗਾ।
(V – bn) = ਗੈਸ ਦੇ ਆਇਤਨ ਅਤੇ ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਕੁੱਲ ਆਇਤਨ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ। ਸਥਿਰਾਂਕ b ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਇੱਕ ਮੋਲ ਦਾ ਆਇਤਨ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। n = ਮੋਲ ਦੀ ਗਿਣਤੀ। b ਅਤੇ n (bn) ਦਾ ਗੁਣਨਫਲ = ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦਾ ਕੁੱਲ ਆਇਤਨ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ (P) ਵੱਧ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਆਇਤਨ (V) ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਜਿੰਨਾ ਛੋਟਾ V, ਓਨਾ ਹੀ ਛੋਟਾ (V – bn)। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਨੇੜੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਬੇਸ਼ੱਕ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਕਰਸ਼ਕ ਬਲ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਆਇਤਨ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗੈਸ ਦਾ ਆਇਤਨ ਜਿੰਨਾ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਓਨਾ ਹੀ ਵੱਡਾ (V – bn)। ਜਿੰਨਾ ਵੱਡਾ (V – bn), ਗੈਸ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਕਰਸ਼ਕ ਬਲ ਓਨਾ ਹੀ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਅਸੀਂ ਕਹਿ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਅਵਸਥਾ ਸਮੀਕਰਨ ਇੱਕ ਅਸਲੀ ਗੈਸ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਡੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਸਮੀਕਰਨ ਵਧੇਰੇ ਸਹੀ ਨਤੀਜੇ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਬਹੁਤ ਵੱਡਾ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਤਾਂ (ਇੱਕ 2 / V 2 ) ਅਤੇ (V-bn) ਨੂੰ ਨਜ਼ਰਅੰਦਾਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਜੋ ਅਵਸਥਾ ਦਾ ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਸਮੀਕਰਨ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਵੇ।
