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» Van der Waals Equation of State

Van der Waals Equation of State

1873
  • Johannes Diderik van der Waals
19th-century laboratory with Van der Waals equation and scientific instruments.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

유체의 상태 방정식은 다음과 같은 변화를 수반합니다. 이상 기체 법칙 실제 기체의 거동을 근사화하기 위해 두 가지 매개변수를 도입합니다. 하나는 장거리 분자간 인력(반 데르 발스 힘)을 설명하는 'a'이고, 다른 하나는 장거리 분자간 인력을 설명하는 'b'입니다. 유한 부피 기체 분자로 채워져 있습니다. 방정식은 [latex](P + frac{an^2}{V^2})(V – nb) = nRT[/latex]입니다.

반 데르 발스 상태 방정식은 열역학에서 획기적인 발전으로, 실제 기체와 액체로의 응축 현상을 최초로 현실적으로 기술했습니다. 이 방정식은 이상 기체 법칙 [latex]PV = nRT[/latex]에서 시작하여 두 가지 중요한 보정을 적용합니다. 첫 번째 보정은 부피에 관한 것입니다. 이상 기체에서 입자는 부피가 없는 점으로 취급됩니다. 반 데르 발스 방정식은 용기의 부피 [latex]V[/latex]에서 &#nb[/latex] 항을 빼는데, 여기서 &#b[/latex]는 입자 1몰에 의해 배제되는 부피입니다. 이 항 [latex](V &#nb)[/latex]는 분자가 움직일 수 있는 실제 자유 부피를 나타냅니다.

The second, more significant correction accounts for intermolecular attractive forces. These forces reduce the pressure exerted by the gas on the container walls because molecules near the wall are pulled inwards by their neighbors. This reduction in pressure is proportional to the square of the particle density ([latex]n/V[/latex]), leading to the correction term [latex]a(n/V)^2[/latex] which is added to the measured pressure [latex]P[/latex]. The parameter ‘a’ is a measure of the average attraction between particles. By incorporating these two parameters, the equation can successfully model the liquid-gas phase transition and predict the existence of a critical point, above which no distinct liquid and gas phases exist. It was for this work that van der Waals received the Nobel Prize in Physics in 1910.

UNESCO Nomenclature: 2212
열역학

유형

수학적 모델

분열

기초적인

용법

널리 사용됨

전구체

  • 이상 기체 법칙 (보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙)
  • Kinetic Theory of Gases developed by Clausius and Maxwell
  • 분자간 힘과 유한한 원자 크기에 대한 초기 개념

응용 프로그램

  • 실제 기체의 모델링 및 이상 기체 거동과의 차이
  • 액체-기체 상전이 및 임계점 예측
  • thermodynamic property calculations in chemical engineering
  • 보다 복잡한 상태 방정식을 위한 기초 모델

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 개념: 반 데르 발스 방정식, 실제 기체, 상태 방정식, 분자간 힘, 분자 부피, 임계점, 열역학, 상전이, 압력, 부피.

역사적 맥락

Van der Waals Equation of State

1865
1868
1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1861
1865
1869
1871
1876
1877
1880
1882-01-01

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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