Borstbeeld van Van der Waals.
Wat ik over Saint Léonard de Noblat schreef geeft aanleiding om oude schoolkennis op te schudden.
Een aantal lezers herinneren zich misschien nog van de middelbare school de "Wet van Boyle-Gay-Lussac" of in ieder geval de naam.
Ik ga nu met enorme stappen door de geschiedenis, tientallen wetenschappers negerend zonder wier hulp het allemaal niet zo ver was gekomen.
Allereerst was er Boyle, 1627-1691.
Boyle beschreef het verband tussen druk en volume van een hoeveelheid gas als de temperatuur gelijk blijft:
"druk maal volume van een gas is constant". In een formule:
p .V = constant, p is de druk en V het volume.
Daarna was er Gay-Lussac, 1778 - 1850, hoogleraar aan de Sorbonne.
Hij beschreef het verband tussen temperatuur en druk van een gas en tussen volume en temperatuur van een gas.
Eerste wet:
Druk gedeeld door absolute temperatuur is constant. Formule:
P / T = constant.
Op school zal hopelijk verteld zijn dat dus een brandblusser zal ontploffen als hij te dicht bij het vuur hangt, want als T in die formule groter wordt gaat p evenredig mee omhoog!
Tweede wet:
V / T = constant, als de druk gelijk blijft. Voorbeeld: als je in een cilinder met een vrij bewegende zuiger de temperatuur van het gas boven de cilinder laat stijgen gaat de zuiger omlaag. Het volume wordt evenredig groter met de absolute temperatuur. Ja, dat is onze automotor!
Door Boyle en Gay-Lussac samen te voegen ontstond de wet van Boyle-Gay-Lussac.
p.V / T = constant.
Tot hier de oude school kennis, alles te volgen? Nou, eigenlijk niet voor Johannes Diederik van der Waals (1837-1923) voor wie Boyle en Gay-Lussac nogal wat uitbreiding behoefden. Boyle en Gay-Lussac beschreven eigenschappen van gassen die niet bestaan. Wetten voor ideale gassen, maar die bestaan niet. In het het Hoogspanning Research Laboratorium van de NKF in Delft hield ik me bezig met "uitwendige gasdrukkabels boven de 150-duizend kilovolt" ik had daar met Boyle en Gay-Lussac niet echt uit de voeten gekund.
Gassen bestaan uit moleculen en/of uit atomen, die bewegen en botsen met elkaar en dat heeft allerlei gevolgen. Om het kort te houden: het was onze landgenoot van der Waals die alles over echte gassen wist samen te vatten in de "Van der Waalsvergelijking". Hij betrok daar ook meteen de vloeistoffen in. Van der Waals ontving hiervoor in 1921 de Nobelprijs voor natuurkunde! Sorry het hoeft echt niet allemaal begrepen te worden, het kan heel plezierig blijven. Ga dan, als u in de buurt van Limoges bent, naar Saint Léonard de Noblat en bezoek dat museumpje. Ga na afloop eten in een van die restaurantjes daar, dan komt alles nog goed.
2 comments:
Je had de van der Waalsvergelijking ook nog wel even kunnen opschrijven:
P = RT/(v-b) - a/v^2
Hier word het allemaal nog eens uitgelegd: http://nl.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals_Vergelijking
Het merkwaardige van de wet van Gay-Lussac is dat hij deze niet zelf verzonnen heeft. De invloed van de temperatuur op een gas was ontdekt door Jacques Charles (1746-1823). Joseph Louis Gay-Lussac onderwees deze kennis aan zijn studenten en gebruikte deze wet wel in experimenten, waarvan de gasballon natuurlijk beroemd is.
Van der Waals verbeterde de vergelijking door twee constanten te gebruiken. Zijn vergelijking berust op theoretische onderbouwing, maar is nog steeds niet exact. De werkelijkheid is altijd nog ingewikkelder.
Kamerlingh-Onnes (1853-1926) heeft een verbeterde formule bedacht die hij net als Charles empirisch heeft bepaald.
p·V = n·R·T + B·p + C·p^2 + D·p^3 + E·p^4 + ...
Anno 2006 heeft niemand nog de theoretische relatie tussen druk, volume en temparatuur sluitend kunnen beschrijven.
Blijft interessant te weten welke methode jullie destijds in het lab gebruikten!
Kamerlingh Onnes kreeg zijn Nobelprijs in 1913.
Gay Lussac vloog op 16 September 1804 tot 6977 meter hoogte in een met waterstof gevulde ballon.
Willem heeft het in zijn blog nogal eens over rundvee. Ik vraag me nu toch af of er iemand is die de relatie tussen Gay-Lussac en rundvee kan leggen (en ik heb het niet over flatulatie).
Post a Comment