වැන් ඩර් වෝල්ස් යනු ලන්දේසි භෞතික විද්යාඥයෙකු වන ජේ.ඩී. වැන් ඩර් වෝල්ස් (1837-1923) ගේ නමකි. වැන් ඩර් වෝල්ස් රාජ්ය සමීකරණය යනු වායුවක රාජ්ය සමීකරණයකි, එය පරිපූර්ණ වායුවක රාජ්ය සමීකරණයට සමානය. වෙනස නම්, සැබෑ වායුවේ පීඩනය සහ ඝනත්වය ප්රමාණවත් තරම් විශාල නම්, පරමාදර්ශී වායුවක රාජ්ය සමීකරණයට නිවැරදි ප්රතිඵල ලබා දිය නොහැක. වැන් ඩර් වෝල්ස් රාජ්ය සමීකරණයට වඩාත් නිවැරදි ප්රතිඵල ලබා දිය හැකිය.
මෙම සමීකරණයේ පැවැත්ම ආරම්භ වන්නේ වැන් ඩර් වාල්ස් විසිනි, ඔහු පරමාදර්ශී තත්වයක සමීකරණයේ සීමාවන් අවබෝධ කර ගත්තේය. වාල්ස්, සැබෑ වායුවේ පීඩනය සහ ඝනත්වය විශාල වන විට සැබෑ වායු තත්ත්වයට බලපාන සාධක කිහිපයක් එකතු කිරීමෙන් පරමාදර්ශී වායුවේ තත්ව සමීකරණය වෙනස් කරයි.
වායු පීඩනය පරිමාවට ප්රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. වායු පීඩනය වැඩි වුවහොත් වායු පරිමාව අඩු වේ. අනෙක් අතට, වායු පරිමාව අඩු වුවහොත් වායු පීඩනය වැඩි වේ. වායු පරිමාව අඩු වන විට, වායු ඝනත්වය වැඩි වේ (ඝනත්වය = ස්කන්ධය / පරිමාව). පීඩනය ඝනත්වයට සෘජුවම සමානුපාතික බව පැවසිය හැකිය. වායු පීඩනය විශාල නම්, වායු ඝනත්වය ද විශාල වේ. අනෙක් අතට, වායු පීඩනය කුඩා නම්, වායු ඝනත්වය ද කුඩා වේ. වායු පීඩනය ද උෂ්ණත්වයට සෘජුවම සමානුපාතික වේ. වායු පීඩනය වැඩි වුවහොත්, වායු උෂ්ණත්වය වැඩි වේ. වායු පීඩනය වැඩි වුවහොත්, වායු පරිමාව අඩු වන අතර, වායුවේ උෂ්ණත්වය සහ ඝනත්වය අඩු වන බව අපට නිගමනය කළ හැකිය.
වායු පරිමාව අඩු වූ විට, අණු අතර දුර සමීප වේ. අණු අතර දුර සමීප වන විට, අණු එකිනෙක ආකර්ෂණය වේ. එය හරියට යකඩ කැබැල්ලක් චුම්බකයකට සමීප කරන විට මෙන් ය. චුම්බකය සහ යකඩ අතර දුර ප්රමාණවත් නම්, චුම්බකයට යකඩ ඇද ගත නොහැක. නමුත් චුම්බකය සහ යකඩ අතර දුර සමීප නම්, යකඩ සමීපයට ඇද දමනු ලැබේ. අණු ගැටීමට ආසන්න වන විට, අණුවේ පිටත ඇති ඉලෙක්ට්රෝන එකිනෙක විකර්ෂණය කරයි (විද්යුත් විකර්ෂණය). එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, අණු එකට ඇලී සිටිය නොහැක. මෙම කෙටි විස්තරයෙන්, අණු අතර ඇදීමේ බලය වායු තත්ත්වයට බලපාන බව පැවසිය හැකිය.
වායු පීඩනය ප්රමාණවත් තරම් විශාල වූ විට සහ වායු පරිමාව කුඩා වූ විට, අණු අතර දුර සමීප වේ. අණු වලට ප්රමාණයද (පරමාණුක විෂ්කම්භය = 10 -10 m) ඇති බැවින්, අපි මෙම අණු වල පරිමාවද සලකා බැලිය යුතුය.
අණුක පරිමාව සහ අණු අතර සිදුවන අන්තර්ක්රියා සැලකිල්ලට ගනිමින්, වැන් ඩර් වෝල්ස් තත්ව සමීකරණයක් අඩු කරයි. වැන් ඩර් වෝල්ස් මගින් ලබාගත් සමීකරණය PV = n R T යන පරිපූර්ණ වායු තත්ව සමීකරණයේ වෙනස් කිරීමේ ප්රතිඵලයකි. වැන් ඩර් වෝල්ස් තත්ව සමීකරණය:
P = වායු පීඩනය (N / m 2 = Pa)
V = වායු පරිමාව (m 3 )
R = විශ්ව වායු නියතය (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)
T = උෂ්ණත්වය (K)
a = ආනුභවික නියතය (අගය වායු අණු අතර ආකර්ෂණ බලය මත රඳා පවතී)
b = ආනුභවික නියතය (වායු අණු මවුලයක පරිමාව නියෝජනය කරයි)
n = මවුල ගණන (මෝල්)
bn = වායු අණු වල මුළු පරිමාව
a සහ b නියතයන් අත්හදා බැලීම් හරහා ලබා ගනී. a සහ b නියත අගයන් වායු වර්ගය මත රඳා පවතී.
n2 / වී2 = මවුල ගණන (n) සහ වායු පරිමාවේ (V) වර්ග අතර චතුරස්ර අනුපාතය. n හි අගය2 / වී2 වායුවේ පීඩනය හා ඝනත්වය මත රඳා පවතී. වායු පීඩනය (P) විශාල නම්, වායුවේ පරිමාව (V) කුඩා වේ. V කුඩා වන තරමට n විශාල වේ.2 / වී2වායු පරිමාව කුඩා වන විට (n2 / වී2 විශාල වේ) අණු අතර දුර සමීප වේ. අණු අතර දුර සමීප වන තරමට, මෙම අණු අතර අන්තර්ක්රියා වැඩි වේ (ගැටීම, එකට ඇදීම). එබැවින්, n2 / වී2 (වැන් ඩර් වෝල්ස් සමීකරණය සමඟ සසඳන්න) නියතයකට සෘජුව සමානුපාතික වේ. n හි අගය වැඩි වන තරමට2 / වී2, අණු අතර ආකර්ෂණය වැඩි වන තරමට (a).
අනෙක් අතට, වායු පීඩනය (P) කුඩා නම්, වායුවේ පරිමාව (V) විශාල වේ. V වඩාත් කැපී පෙනෙන තරමට, n කුඩා වේ.2 / වී2. n අඩු වන තරමට2 / වී2, අණු අතර ආකර්ශනීය බලය අඩු වේ.
(V – bn) = වායු පරිමාව සහ වායු අණුවල මුළු පරිමාව අතර වෙනස. නියත b යනු වායු අණු මවුලක පරිමාව නියෝජනය කරයි. n = මවුල ගණන. b සහ n (bn) අතර කාලයේ ගුණිතය = වායු අණුවල මුළු පරිමාවයි. වායු පීඩනය (P) වඩාත් වැදගත් වුවහොත්, වායුවේ පරිමාව (V) කුඩා වේ.
V කුඩා වන තරමට කුඩා වේ (V – bn). මෙයින් අදහස් කරන්නේ අණු අතර දුර වැඩි වන අතර ඇත්ත වශයෙන්ම අණු අතර ආකර්ෂණය වැඩි වන බවයි. අනෙක් අතට, වායු පීඩනය කුඩා වුවහොත්, වායු පරිමාව විශාල වේ. වායුවේ පරිමාව සැලකිය යුතු වන තරමට (V – bn) වැඩි වේ. (V – bn) විශාල වන තරමට, වායු අණු අතර ආකර්ෂණය කුඩා වේ.
වැන් ඩර් වෝල්ස් තත්වයේ සමීකරණය පරිපූර්ණ වායු සමීකරණයට වඩා සැබෑ වායු තත්වය වඩාත් නිවැරදිව විස්තර කරන බව අපට පැවසිය හැකිය. පීඩනය සහ වායු ඝනත්වය ප්රමාණවත් තරම් විශාල වූ විට, වැන් ඩර් වෝල්ස් සමීකරණය වඩාත් නිවැරදි ප්රතිඵල ලබා දෙයි. වායු පීඩනය ඉතා විශාල නොවේ නම්, (an 2 / V 2 ) සහ (V-bn) නොසලකා හැරිය හැක, එවිට වැන් ඩර් වෝල්ස් තත්වයේ සමීකරණය පරිපූර්ණ වායු තත්වයන් සමීකරණයකට වෙනස් වේ.
