Priebeh izoterm podľa Van der Waalsovej rovnice v súradniciach tlak, logaritmus objemu
**Van der Waalsova stavová rovnica** je stavová rovnica, ktorá na rozdiel od stavovej rovnice ideálneho plynu zohľadňuje skutočnosť, že pri výpočte nemožno zanedbať vlastný objem častíc tvoriacich plyn a tiež to, že príťažlivé sily medzi časticami, tzv. kohézne sily, ovplyvňujúce pohyb častíc.

Tieto skutočnosti možno zanedbať v riedkom plyne, pretože jednotlivé častice plynu sú od seba dostatočne vzdialené, takže ich vlastný objem je voči objemu, v ktorom sa pohybujú (a v ktorom sa nenachádza žiadna iná častice) zanedbateľný, a vzhľadom k vzdialenostiam medzi časticami je možné zanedbať aj kohézne sily.

Johannes D. van der Waals bol prvý, ktorý upravil rovnicu ideálneho plynu k popisu správania reálneho plynu.

Rovnica
-------

Van der Waalsovú rovnicu zapisujeme v tvare

{\displaystyle \left(p+n^{2}{\frac {a}{V^{2}}}\right)(V-nb)=nRT},
kde 

{\displaystyle a,b} sú konštanty charakteristické pre každý plyn (ich hodnoty sa stanovujú experimentálne). {\displaystyle a} upravuje idealizáciu stavovej rovnice pre ideálny plyn, že molekuly plynu na seba vzájomne nepôsobia silami, {\displaystyle b} zohľadňuje fakt, že molekuly nie sú len nekonečne malé body, ale majú vlastný objem, ktorý sa nemôže (hlavne pri vysokom tlaku) zanedbať voči objemu celého plynu.
{\displaystyle p} je tlak plynu,
{\displaystyle n} je látkové množstvo plynu,
{\displaystyle V} je objem plynu,
T je termodynamická teplota plynu
{\displaystyle R} je molárna plynová konštanta.
Členy {\displaystyle {\frac {a}{V^{2}}}} a {\displaystyle b} sa nazývajú *Van der Waalsové korekcie*. Pri {\displaystyle a=b=0} prechádza Van der Waalsova rovnica na stavovú rovnicu ideálneho plynu.

Vlastnosti
----------

Ideálny plyn je dokonale stlačiteľný, pretože častice ideálneho plynu možno považovať za hmotné body. Častice však v skutočnosti zaujímajú určitý priestor (objem). O tento objem sa teda zmenšuje priestor, ktorý majú častice k dispozícii pre svoj pohyb. V dostatočne zriedenom plyne je vlastný objem molekúl zanedbateľný v porovnaní s celkovým objemom plynu. Pri vysokých tlakoch sa však počet častíc na objemovú jednotku zvýši natoľko, že sa vlastný objem molekúl stane porovnateľným s celkovým objemom, ktorý stlačený plyn zaujíma.

Korekčný člen {\displaystyle b} vo Van der Waalsovej rovnice predstavuje práve vlastný objem molekúl plynu.

U ideálneho plynu sa predpokladá, že častice na seba silovo pôsobia len v čase zrážky. V skutočnosti na seba častice pôsobia molekulárnymi silami, ktoré sa na určitú vzdialenosť prejavujú ako príťažlivé (tzv. kohézne alebo van der Waalsove sily). Tieto sily vytvárajú vnútorný kohézny tlak {\displaystyle p\_{i}}, ktorý je potrebné pripočítať k vonkajšiemu tlaku {\displaystyle p}. Analýza ukazuje, že kohézny tlak je priamo úmerný štvorcu koncentrácie častíc (alebo nepriamo úmerný štvorcu objemu plynu), čo možno vyjadriť v tvare

{\displaystyle p\_{i}={\frac {a}{V^{2}}}}
Kohézny tlak rýchlo narastá pri zmenšovaní objemu. Výsledný tlak, ktorý sa nachádza vo van der Waalsove rovnicu je teda súčtom tlaku plynu a jeho kohézneho tlaku.

Pozri aj
--------


|  |  |
| --- | --- |
| Portal | Fyzikálny portálChemický portál |

* Termodynamika
* Stavová rovnica

Externý odkaz
-------------

* Hodnoty konštánt pre vybrané plyny Archivované 2008-04-24 na Wayback Machine (po anglicky)

Zdroj
-----

*Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Van der Waalsova rovnice na českej Wikipédii.*