Van der Waals - golland fizigi J.D. van der Waalsning (1837–1923) ismi. Van der Waals holat tenglamasi aslida ideal gaz holat tenglamasiga o'xshash gaz holat tenglamasidir . Farqi shundaki, agar haqiqiy gazning bosimi va zichligi yetarlicha katta bo'lsa, ideal gaz tenglamasi aniq natijalarni bera olmaydi. Biroq, van der Waals holat tenglamasi aniqroq natijalarni berishi mumkin.
Bu tenglama ideal gaz holati tenglamasining cheklovlarini tan olgan Van der Waals tomonidan kelib chiqqan. Waals haqiqiy gazning bosimi va zichligi yetarlicha yuqori bo'lganda haqiqiy gazning holatiga ta'sir qiluvchi bir nechta omillarni qo'shish orqali ideal gaz holati tenglamasini o'zgartirdi.
Gaz bosimi oshgani sayin, gazning harorati va zichligi ham oshadi, gaz hajmi esa kamayadi.
Gaz bosimi hajmga teskari proportsionaldir. Agar gaz bosimi oshsa, hajm kamayadi. Aksincha, agar gaz hajmi kamaysa, gaz bosimi oshadi. Gaz hajmi kamayganda, gaz zichligi oshadi (zichlik = zichlik = massa / hajm). Bosim zichlikka to'g'ridan-to'g'ri proportsional deyish mumkin. Agar gaz bosimi yuqori bo'lsa, unda gaz zichligi ham yuqori bo'ladi. Aksincha, agar gaz bosimi past bo'lsa, unda gaz zichligi ham past bo'ladi. Gaz bosimi ham haroratga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Agar gaz bosimi oshsa, gaz harorati oshadi. Xulosa qilishimiz mumkinki, agar gaz bosimi oshsa, gaz harorati va zichligi oshadi, gaz hajmi esa kamayadi.
Gaz hajmi kamayganda, molekulalar orasidagi masofa yaqinlashadi. Molekulalar orasidagi masofa yaqinlashgan sari molekulalar bir-biriga tortiladi. Bu temir bo'lagi magnitga yaqinlashtirilgandagiga o'xshaydi. Agar magnit va temir orasidagi masofa yetarlicha uzoq bo'lsa, magnit temirni torta olmaydi. Ammo magnit va temir orasidagi masofa yaqin bo'lsa, temir darhol yaqinlashadi. Molekulalar to'qnashmoqchi bo'lganda, molekulalarning tashqi tomonidagi elektronlar bir-birini itaradi (elektr itarish). Natijada, molekulalar bir-biriga yopishib qololmaydi. Ushbu qisqacha tushuntirishdan shuni aytish mumkinki, molekulalar orasidagi tortishish kuchi gazning holatiga ham ta'sir qiladi.
Gaz bosimi yetarlicha yuqori va gaz hajmi kichik bo'lganda, molekulalar orasidagi masofa yaqinlashadi. Bu holda, molekulalar gazning deyarli butun hajmini to'ldiradi. Molekulalarning ham o'lchamlari borligi sababli (atom diametri = 10-10 m ), biz bu molekulalarning hajmini ham hisobga olishimiz kerak.
Holat tenglamasi
Van der Waals molekulalar hajmini va molekulalar o'rtasida sodir bo'ladigan o'zaro ta'sirlarni hisobga olgan holda holat tenglamasini chiqardi. Van der Waals tomonidan chiqarilgan tenglama ideal gaz PV = nRT holat tenglamasining modifikatsiyasidir.
Ma'lumot:
P = Gaz bosimi (N/m² = Pa)
V = Gaz hajmi ( m³ )
R = Universal gaz doimiysi (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
T = Harorat (K)
a = Empirik doimiy (uning qiymati gaz molekulalari orasidagi tortishish kuchiga bog'liq)
b = empirik doimiy (bir mol gaz molekulalarining hajmini ifodalaydi)
n = Mollar soni (mol)
bn = Gaz molekulalarining umumiy hajmi
a va b konstantalari eksperimental ravishda olinadi. a va b konstantalarining qiymatlari gaz turiga bog'liq.
n2 / V2 = mollar soni kvadratining (n) gaz hajmi kvadratiga (V) nisbati. n2 / V2 qiymati gazning bosimi va zichligiga bog'liq. Agar gaz bosimi (P) katta bo'lsa, u holda gaz hajmi (V) kichik bo'ladi. V qanchalik kichik bo'lsa, n2 / V2 shunchalik katta bo'ladi. Gaz hajmi kichik bo'lganda (n2 / V2 katta bo'lsa), molekulalar orasidagi masofa yaqinlashadi. Molekulalar orasidagi masofa qanchalik yaqin bo'lsa, molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir (to'qnashuv, bir-biriga tortishish) ehtimoli shunchalik katta bo'ladi. Shuning uchun n2 / V2 a doimiysiga to'g'ridan - to'g'ri proportsionaldir ( van der Waals tenglamasi bilan taqqoslang, chap tomon). n2 / V2 qiymati qanchalik katta bo'lsa , molekulalar orasidagi tortishish kuchi (a) shunchalik katta bo'ladi. Aksincha, agar gaz bosimi (P) kichik bo'lsa, u holda gaz hajmi (V) katta bo'ladi. V qanchalik katta bo'lsa, n2 / V2 shunchalik kichik bo'ladi . n2 / V2 qanchalik kichik bo'lsa , molekulalar orasidagi tortishish kuchi ham kichikroq bo'ladi.
(V – bn) = Gaz hajmi va gaz molekulalarining umumiy hajmi o'rtasidagi farq. b doimiysi bir mol gaz molekulalarining hajmini bildiradi. n = mollar soni. b va n ning ko'paytmasi (bn) = gaz molekulalarining umumiy hajmi. Agar gaz bosimi (P) kattaroq bo'lsa, gaz hajmi (V) kichikroq bo'ladi.
V qanchalik kichik bo'lsa, shuncha kichikroq (V – bn). Bu molekulalar orasidagi masofa yaqinroq va, albatta, molekulalar orasidagi tortishish kuchi kattaroq degan ma'noni anglatadi. Aksincha, agar gaz bosimi pastroq bo'lsa, gaz hajmi kattaroq bo'ladi. Gaz hajmi qanchalik katta bo'lsa, (V – bn) shuncha katta bo'ladi. (V – bn) qanchalik katta bo'lsa, gaz molekulalari orasidagi tortishish kuchi shuncha kichik bo'ladi.
Aytishimiz mumkinki, van der Waals holat tenglamasi haqiqiy gazning holatini ideal gaz tenglamasiga qaraganda aniqroq tasvirlaydi. Gaz bosimi va zichligi yetarlicha katta bo'lganda, van der Waals tenglamasi aniqroq natijalar beradi. Agar gaz bosimi juda katta bo'lmasa, ( 2 / V2 ) va (V-bn) ni e'tiborsiz qoldirish mumkin, shunda van der Waals holat tenglamasi ideal gaz holat tenglamasiga aylanadi.
