Van der Waals ni orúkọ onímọ̀ nípa fisiksi ará Netherlands kan, J.D. van der Waals (1837–1923). Ìṣètò van der Waals ti ipò jẹ́ ìṣètò gaasi ti ipò, tí ó jọ ìṣètò gaasi ti ipò . Ìyàtọ̀ náà ni pé ìṣètò gaasi tí ó dára jùlọ kò lè fúnni ní àwọn àbájáde tí ó péye bí ìfúnpá àti ìwọ̀n gaasi gidi bá tóbi tó. Síbẹ̀síbẹ̀, ìṣètò van der Waals ti ipò lè fúnni ní àwọn àbájáde tí ó péye jù.
Ìgbékalẹ̀ yìí bẹ̀rẹ̀ láti ọ̀dọ̀ Van der Waals, ẹni tí ó mọ àwọn ààlà ti ìgbékalẹ̀ gaasi pípé ti ipò. Waals ṣe àtúnṣe ìgbékalẹ̀ gaasi pípé ti ipò nípa fífi àwọn ohun púpọ̀ kún un tí ó ní ipa lórí ipò gaasi gidi nígbà tí ìfúnpá àti ìwọ̀n gaasi gidi bá ga tó.
Bí ìfúnpá gáàsì bá ṣe ń pọ̀ sí i, bẹ́ẹ̀ náà ni ìwọ̀n otútù àti ìwọ̀n gáàsì náà ṣe ń pọ̀ sí i, nígbà tí ìwọ̀n gáàsì náà ń dínkù.
Ìwọ̀n gáàsì jẹ́ ìwọ̀n tí ó yàtọ̀ sí ìwọ̀n gáàsì. Tí ìwọ̀n gáàsì bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì náà máa dínkù. Ní ọ̀nà mìíràn, tí ìwọ̀n gáàsì bá dínkù, ìwọ̀n gáàsì náà máa pọ̀ sí i. Nígbà tí ìwọ̀n gáàsì bá dínkù, ìwọ̀n gáàsì náà máa pọ̀ sí i (density = density = mass / volume). A lè sọ pé ìwọ̀n gáàsì náà jẹ́ ìwọ̀n tí ó tọ́ sí ìwọ̀n gáàsì náà. Tí ìwọ̀n gáàsì bá ga, ìwọ̀n gáàsì náà máa pọ̀ sí i. Ní ọ̀nà mìíràn, tí ìwọ̀n gáàsì bá kéré sí i, ìwọ̀n gáàsì náà máa pọ̀ sí i. Tí ìwọ̀n gáàsì bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì náà máa pọ̀ sí i. A lè parí èrò sí pé tí ìwọ̀n gáàsì bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì àti ìwọ̀n gáàsì náà máa pọ̀ sí i, nígbà tí ìwọ̀n gáàsì bá dínkù.
Nígbà tí ìwọ̀n gáàsì bá dínkù, ìyàtọ̀ láàrín àwọn molecule náà á túbọ̀ sún mọ́ ara wọn. Bí ìyàtọ̀ láàrín àwọn molecule náà bá túbọ̀ sún mọ́ ara wọn, àwọn molecule náà á fà ara wọn mọ́ra. Ó jọ bí ìgbà tí a bá mú irin kan sún mọ́ magnetic kan. Tí ìyàtọ̀ láàrín magnetic àti iron náà bá tó, magnetic náà kò lè fa irin náà mọ́ra. Ṣùgbọ́n bí ìyàtọ̀ láàrín magnetic àti iron náà bá sún mọ́ra, irin náà á sún mọ́ra lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀. Nígbà tí àwọn molecule náà bá fẹ́ẹ́ dojúkọ ara wọn, àwọn electron tí ó wà ní ìta àwọn molecule náà á máa sá fún ara wọn (ìfàmọ́ra iná mànàmáná). Nítorí náà, àwọn molecule náà kò lè fara mọ́ra. Láti inú àlàyé kúkúrú yìí, a lè sọ pé agbára ìfàmọ́ra láàrín àwọn molecule náà tún ní ipa lórí ipò gáàsì náà.
Nígbà tí ìfúnpá gáàsì bá ga tó tí ìwọ̀n gáàsì náà sì kéré, àlàfo láàrín àwọn molecule náà á sún mọ́ ara wọn. Nínú ọ̀ràn yìí, àwọn molecule náà á kún gbogbo ìwọ̀n gáàsì náà. Nítorí pé àwọn molecule náà ní ìwọ̀n (ìwọ̀n atomiki = 10-10 m ), a tún ní láti gbé ìwọ̀n àwọn molecule wọ̀nyí yẹ̀wò.
Ìbáramu ti ìpínlẹ̀
Van der Waals ṣe àgbékalẹ̀ ìṣètò ipò, ní gbígbé iye àwọn molecule àti ìbáṣepọ̀ tí ó wáyé láàrín àwọn molecule yẹ̀ wò. Ìṣètò tí Van der Waals mú jáde jẹ́ àtúnṣe ìṣètò gaasi pípé ti PV = nRT.
Alaye:
P = Ìfúnpá gáàsì (N/m 2 = Pa)
V = Iwọn gáàsì ( m3 )
R = Àìdúró gáàsì gbogbogbòò (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
T = Iwọn otutu (K)
a = Ìdúró onímọ̀ọ́mọ̀ (ìwọ̀n rẹ̀ sinmi lórí agbára tí ó fani mọ́ra láàárín àwọn mókúlùkù gáàsì)
b = constant empirical (o duro fun iwọn didun moolu kan ti awọn molikula gaasi)
n = Iye awọn moles (mol)
bn = Àpapọ̀ ìwọ̀n àwọn mókúlùkù gáàsì
A gba awọn iduroṣinṣin a ati b ni idanwo. Awọn iye ti awọn iduroṣinṣin a ati b da lori iru gaasi.
n 2 / V 2 = ipin onigun mẹrin ti nọmba awọn moles (n) si onigun mẹrin ti iwọn gaasi (V). Iye n 2 / V 2 da lori titẹ ati iwuwo ti gaasi. Ti titẹ gaasi (P) ba tobi, lẹhinna iwọn gaasi (V) jẹ kekere. Bi V ti o kere julọ, ni n 2 / V 2 ti o tobi julọ . Nigbati iwọn gaasi ba kere (n 2 / V 2 ba tobi) ijinna laarin awọn moolu naa yoo sunmọ. Bi ijinna laarin awọn moolu ṣe sunmọ to, ni iṣeeṣe ti ibaraenisepo laarin awọn moolu naa yoo tobi si (ijamba, ifamọra si ara wọn). Nitorinaa n 2 / V 2 jẹ deede taara si a ti o duro (fiwe pẹlu idogba van der Waals, apa osi). Bi iye n 2 / V 2 ti tobi to , ni agbara ifamọra laarin awọn moolu naa yoo tobi to (a). Ni ilodi si, ti titẹ gaasi (P) ba kere to, lẹhinna iwọn gaasi (V) yoo tobi to. Bi V ti o tobi to, ni n 2 / V 2 ti o kere ju . Bí n 2 / V 2 bá kéré sí , agbára tó ń fani mọ́ra láàárín àwọn molecule náà tún kéré sí i.
(V – bn) = Ìyàtọ̀ láàárín ìwọ̀n gáàsì àti àpapọ̀ ìwọ̀n gáàsì. B tí ó dúró ṣinṣin sọ ìwọ̀n gáàsì kan. n = iye àwọn gáàsì. Ìjáde b àti n (bn) = àpapọ̀ ìwọ̀n gáàsì. Tí ìfúnpá gáàsì (P) bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì (V) yóò kéré sí i.
V kékeré, èyí tó kéré jù (V – bn). Èyí túmọ̀ sí wípé ìjìnnà láàrín àwọn molecule sún mọ́ ara wọn, dájúdájú agbára tó fani mọ́ra láàrín àwọn molecule náà pọ̀ sí i. Ní ọ̀nà mìíràn, tí ìfúnpá gáàsì bá kéré sí i, ìwọ̀n gáàsì náà pọ̀ sí i. Bí ìwọ̀n gáàsì náà bá pọ̀ sí i, bẹ́ẹ̀ náà ni ìwọ̀n gáàsì náà ṣe pọ̀ sí i (V – bn). Bí ó bá tóbi sí i (V – bn), bẹ́ẹ̀ náà ni agbára tó fani mọ́ra láàrín àwọn molecule gáàsì náà ṣe kéré sí i.
A le sọ pe idogba van der Waals ti ipo naa ṣapejuwe ipo gaasi gidi ni deede ju idogba gaasi ti o dara julọ lọ. Nigbati titẹ gaasi ati iwuwo ba tobi to, idogba van der Waals fun ni awọn abajade deede diẹ sii. Ti titẹ gaasi ko ba tobi ju, lẹhinna ( 2 / V 2 ) ati (V-bn) le ṣee foju kọ, nitorinaa idogba van der Waals ti ipo yipada si idogba gaasi ti o dara julọ ti ipo.
