Van der Waals-egyenlet
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
A van der Waals-egyenlet egy közeg állapotegyenlete, mely nem nulla méretű, páronként kölcsönhatásban bíró részecskékből áll. A kölcsönös erők például az úgybevezett van der Waals erők lehetnek. Az egyenletet Johannes Diderik van der Waals vezette le 1873-ban és lényegében az ideális gáztörvény módosítása. Az egyenlet a valóságos gázok viselkedésére ad közelítő megoldást, figyelembe véve azt, hogy a molekulák nem nulla méretűek és kölcsönhatásban állnak egymással.
[szerkesztés] Az egyenlet
A van der Waals-egyenlet:
vagy gyakrabban használt alakjában (N=a mólok száma)
ahol
- p a közeg nyomása
- a' a részecskék közötti kölcsönhatás mértéke
- b' egy részecske térfogata
- v a közeg térfogat per részecske aránya az 1. egyenletben;
- k a Boltzmann állandó
- T az abszolút hőmérséklet
a 2. egyenletben
- V a teljes térfogat
- a a részecskék közötti kölcsönhatás mértéke
- b egy mólnyi részecske térfogata b = NAb',
Különbséget kell tenni a közeg és a részecskék sajátságai között. Az első egyenletben v a közeg (vagyis az edény) teljes térfogata osztva a részecskék számával, míg b' egyetlen részecske térfogata (azaz az atomi sugárral jellemzett térfogat).
[szerkesztés] Érvényesség
Az egyenlet a kritikus hőmérséklet felett az ideális gáztörvény javított alakját adja, és alacsonyabb hőmérsékleten, folyékony halmazállapotra és kisnyomású gáz állapotra is jó közelítést ad.
Mindazonáltal a (P,V,T) olyan tartományaiban, ahol folyadék-gáz halmazállapotváltozás zajlik, nem követi azt a jelenséget, hogy egy adott hőmérséklet mellett a nyomás állandó változó fajtérfogat mellett, vagyis arra az esetre, ahol folyadék és gáz egyidejűleg van jelen.
Based on work by