Równanie van der Waalsa – Wikipedia, wolna encyklopedia
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e4/Waals2.svg/220px-Waals2.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7d/P-V-T_Diagram_%28Water%29_pl.svg/220px-P-V-T_Diagram_%28Water%29_pl.svg.png)
Równanie van der Waalsa – równanie stanu gazu wiążące parametry stanu gazu (ciśnienie objętość i temperaturę ).
Wyprowadzone przez Johannesa van der Waalsa w roku 1873 jako rozszerzenie równania stanu gazu idealnego (równanie Clapeyrona), van der Waals wprowadził poprawkę uwzględniającą objętość cząsteczek gazu oraz oddziaływanie wzajemne cząsteczek gazu [1]. Równanie van der Waalsa jest równaniem sześciennym ze względu na objętość
Najczęściej podawane jest dla objętości molowej gazu (dla 1 mola gazu )[a]
gdzie:
- – stała charakterystyczna dla danego gazu, uwzględniająca oddziaływanie między cząsteczkami gazu (cząsteczki gazu przyciągają się, w wyniku czego rzeczywiste ciśnienie gazu na ścianki naczynia jest mniejsze niż w przypadku, gdyby tego oddziaływania nie było),
- – stała charakterystyczna dla danego gazu, uwzględniająca skończone rozmiary cząsteczek, ma wymiar objętości, przez co uznawana jest za objętość mola cząsteczek gazu,
- – ciśnienie,
- – objętość molowa,
- – objętość,
- – liczność materii. liczba moli,
- – temperatura bezwzględna,
- – uniwersalna stała gazowa.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Real_Gas_Isotherms.svg/220px-Real_Gas_Isotherms.svg.png)
Parametry i zgodnie z teorią, powinny być związane z parametrami punktu krytycznego gazu, zwanymi też stałymi krytycznymi, które mogą być też w zastosowaniach praktycznych traktowane jako parametry dopasowania (zob. zasada stanów odpowiadających sobie). W punkcie krytycznym styczna do wykresu jest pozioma (pochodna zob. punkt przegięcia i ekstremum funkcji)
- oraz
gdzie:
Dla dowolnej liczby moli gazu w objętości równanie van der Waalsa przybiera postać:
Równanie van der Waalsa stanowi na ogół bardzo dobre przybliżenie równania stanu gazów rzeczywistych, szczególnie dla dużych ciśnień i w warunkach temperatury i ciśnienia zbliżonych do parametrów skraplania gazu i powyżej.
Jeśli można zaniedbać oddziaływanie między cząsteczkami i rozmiary samych cząsteczek czyli traktować gaz jako gaz doskonały, to równanie van der Waalsa przechodzi w równanie Clapeyrona. Bardziej ogólnym równaniem opisującym gazy rzeczywiste jest wirialne równanie stanu gazu.
Uwagi
[edytuj | edytuj kod]- ↑ W wielu źródłach z dziedziny chemii fizycznej jest stosowany zapis: w którym symbole funkcji i parametrów stanu, odnoszące się do jednego mola i moli, zapisywane odpowiednio wielkimi i małymi literami.
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ van der Waalsa równanie, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-10-08] .
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Włodzimierz Trzebiatowski: Chemia nieorganiczna. Warszawa 1965: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, s. 135, 136.
- Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. 2 popr. Warszawa: PWN, 1979, s. 264–269. ISBN 83-01-00152-6.
- Antoni Basiński: Chemia fizyczna. Warszawa: PWN, 1966, s. 319–322.
- Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. Warszawa: WNT, 1979, seria: Inżynieria chemiczna.
- Fizyczne podstawy mechaniki. Fizyka cząsteczkowa. Drgania i fale. W: S. Frisz, A. Timoriewa: Kurs fizyki. T. 1. Warszawa: PWN, 1955, s. 239–257.