thumb|Rodzina izoterm równania van der Waalsa thumb|Rodzina izoterm van der Waalsa na wykresie p-V-T
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 . Równanie van der Waalsa jest równaniem sześciennym ze względu na objętość
Najczęściej podawane jest dla objętości molowej gazu (dla 1 mola gazu )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.
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.
thumb|Izotermy równania van der Waalsa. K – punkt krytyczny, FG – przemiana fazowa ciecz-gaz przy stałym ciśnieniu. 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: – temperatura krytyczna, – ciśnienie krytyczne.
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
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Prawa gazowe Waalsa, van der