PARTE II ECUACIÓN DE VAN DER WAALS
En 1873, van der Waals fue el primero en tomar en cuenta estas desviaciones del modelo de gas ideal y propuso su ecuación de estado. Normalmente la interacción molecular se refleja a través de fuerzas de atracción. Las correcciones introducidas por van der Waals fueron las siguientes:
- La fuerza de atracción entre las moléculas ocasiona una disminución de la presión, por lo tanto, a la presión calculada a través del modelo ideal se le debe sustraer una cantidad determinada mediante un factor. El factor utilizado por van der waals fue a/V2. (a partir de este punto, V denotará la relación entre volumen y la cantidad de moles, es decir, el volumen molar). La constante a, característica de cada compuesto, representa la fuerza de atracción entre las moléculas.
- Para tomar en cuenta el volumen de las moléculas, al volumen ideal se le debe añadir una cantidad también determinada por un factor. En este caso, el factor es la constante b, característica de cada compuesto, que representa el tamaño de las partículas.
A partir de estas correcciones se obtiene la ecuación de estado de van der Waals:
Las constantes a y b pueden determinarse a partir de las propiedades críticas del compuesto mediante las siguientes ecuaciones:
La ecuación de van der waals, pertenece al grupo de ecuaciones de estado conocido como ecuaciones cúbicas de estado.
Como se puede apreciar, la ecuación forma un polinomio de tercer orden en función del volumen. Entonces, para un valor de presión y temperatura, esta ecuación tiene como resultados tres raíces, es decir, tres valores de volumen que, junto con la presión y temperatura especificada, hacen que el termino de la izquierda se iguale a cero. Para nuestros efectos, solo son de interés las raíces reales y positivas. En la siguiente entrega utilizaremos el diagrama PVT de un compuesto para explicar el significado de las raíces de esta ecuación.
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