Van der Waalsova enačba stanja

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

Van der Waalsova enáčba stánja [vanderválsova ~] je enačba stanja za tekočino, ki jo sestavljajo končno veliki delci, med katerimi deluje privlačna sila (npr. van der Waalsova sila). Leta 1873 jo je z modifikacijo splošne plinske enačbe izpeljal nizozemski fizik Johannes Diderik van der Waals. Enačba približno opisuje razmere v realnih tekočinah, tako da upošteva končno velikost molekul in privlak med njimi.

V splošnem jo zapišemo:

\left(p + \frac{A}{V^2}\right) (V-B) = \frac{m}{M}RT = n RT \!\, .

Pri tem je p tlak, V prostornina, T absolutna temperatura, m masa, M molska masa, R specifična plinska konstanta, n množina snovi, A in B pa parametra enačbe. Pogosto enačbo zapišejo tudi za molsko prostornino (prostornino enega mola) plina:

\left(p + \frac{a}{V_{m}^2}\right)\left(V_{m}-b\right) = RT

Pri tem vpeljemo nove oznake

 A = a\left(\frac{m}{M}\right)^2
 B = b\frac{m}{M}
 V = V_{m} \frac{m}{M}

Snovne konstante a, b in R lahko izračunamo iz kritičnih lastnosti:

a = 3p_k V_k^2
b = \frac{V_k}{3}
R = \frac{8p_k V_k}{3T_k}

Parameter a se imenuje privlačnostni, parameter b pa odbojnostni parameter ali efektivna molska prostornina. a upošteva sile privlačenja med molekulami tekočine, b pa omejeno stisljivost snovi. Čeprav ponuja van der Waalsova enačba bistveno boljši opis sistema od splošne plinske enačbe in napove kapljevinsko fazo, pa je ujemanje z eksperimentalnimi vrednostmi omejeno, posebej v območju na meji med fazama. Iz zgodovinskih razlogov van der Waalsove enačba ostaja kot zgled v učbenikih fizike, v praksi pa se ne uporablja več, saj novejše enačbe ob neznatno večji zapletenosti ponujajo dosti boljšo natančnost.

Literatura[uredi | uredi kodo]

  • Janez Strnad, Fizika, 1. del. Mehanika, toplota. Državna založba Slovenije, Ljubljana 1977, str. 195-196, 266-267. (COBISS)