Ван-Го́фф, -а: зако́н (пра́вило) Ван-Го́ффа
ван-де-граафа генератор
Энциклопедический словарь
ВАН-ДЕ-ГРААФА ГЕНЕРАТОР - ВАН-ДЕ-ГРА́АФА ГЕНЕРА́ТОР, см. в ст. Электростатический генератор (см. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР).
Большой энциклопедический словарь
Полезные сервисы
ван-дер-ваальс йоханнес дидерик
Энциклопедический словарь
ВАН-ДЕР-ВААЛЬС Йоханнес Дидерик - ВАН-ДЕР-ВА́АЛЬС (van der Waals) Йоханнес Дидерик (1837-1923), нидерландский физик. Вывел уравнение состояния для реальных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса). Нобелевская премия (1910).
* * *
ВАН-ДЕР-ВА́АЛЬС (van der Waals) Йоханнес Дидерик (23 ноября 1837, Лейден - 9 марта 1923, Амстердам), нидерландский физик, один из пионеров молекулярно-кинетической теории, член Нидерландской и Парижской академии наук, лауреат Нобелевской премии 1910.
Долгий и трудный путь в науку
Первое упоминание о предках Йоханнеса Дидерика Ван-дер-Ваальса в хрониках города Лейдена относится к началу 17 в. Все они были трудолюбивыми ремесленниками. Сам будущий прославленный нидерландский ученый был одним из 10 детей плотника Якобуса. Патриархальный, основанный на прочно устоявшихся традициях уклад семьи сыграл в жизни Ван-дер-Ваальса заметную роль: именно это способствовало воспитанию в нем исключительного и даже, порой, самоотверженного трудолюбия, глубокой религиозности, дисциплины, неизменно высокой требовательности к себе, упорства в движении к цели и преданности делу. Но были и минусы: родители не имели возможности дать сыну гимназического образования, что впоследствии, из-за незнания классических языков, надолго закрыло ему дорогу в университет.
В голландских школах лучшие ученики назначались «ученическими учителями»; одним из них стал и 15-летний Ван-дер-Ваальс, и это можно считать началом его длительной педагогической деятельности.
В 1860 после непростого экзамена он получает «акт», удостоверяющий его квалификацию учителя, а через год получает должность директора начальной вечерней школы в Гааге.
Но стремление учиться в университете не оставляет молодого преподавателя, и хотя незнание латыни и греческого продолжает оставаться препятствием, он в 1862 начинает как вольнослушатель изучать в Лейденском университете математику. Одновременно он приступает к преподаванию математики и механики в школе и усиленно готовится к акт-экзамену на должность преподавателя недавно организованных в Голландии ПГШ (повышенных гражданских школ).
20 июля 1864 и 12 августа 1865, сдав все экзамены (с таким блеском, что память об этом сохранилась надолго), Ван-дер-Ваальс удостаивается актов на право преподавания математики и физики.
Вскоре в его жизни происходят важные события: 21 сентября он был утвержден в должности преподавателя физики в ПГШ в Девентере, а еще через неделю женился на давно и нежно им любимой восемнадцатилетней Анне Магдалене Смит, дочери столяра и шляпницы.
Главный труд жизни
Чтобы оценить значение научного труда Ван-дер-Ваальса, нужно вспомнить, что если сам факт существования атомов уже признавался многими физиками, то более или менее отчетливое представление о том, что эти атомы собой представляют, еще не сложилось.
Правда, ряд важных шагов в формировании молекулярно-кинетических представлений уже был сделан - так, в 1759 Джеймс Клерк Максвелл (см. МАКСВЕЛЛ Джеймс Клерк) установил статистический закон распределения молекул по скоростям, довольно далеко была продвинута термодинамика, уже обсуждался вопрос о соотношениях между описывающими состояние сред величинами.
В числе таких уравнений состояния, как их принято называть, наиболее просто выглядят уравнения состояния идеальных газов: произведение давления P на объем газа V пропорционально абсолютной температуре Е. Этот закон был ранее установлен опытным путем (законы Бойля-Мариотта (см. БОЙЛЯ-МАРИОТТА ЗАКОН), Гей-Люссака (см. ГЕЙ-ЛЮССАКА ЗАКОНЫ), Шарля (см. ШАРЛЯ ЗАКОН), Авогадро (см. АВОГАДРО ЗАКОН)), а в 1847 был получен Джоном Герпатом (1790-1868) на базе модели газа из молекул - упругих шариков. Название «идеальные» подчеркивает, что реально в природе таких газов не существует, что это - лишь приближение, но очень привлекательное хотя бы уже своей простотой.
Ван-дер-Ваальса увлекла идея о возможности единого описания как жидкостей, так и газов. Ведь действительно, одно и то же вещество может, в зависимости от физических условий, в первую очередь, от температуры и давления, быть и жидким, и газообразным. Но это означает, что и уравнение состояния нужно модернизировать таким образом, чтобы оно смогло описывать оба этих агрегатных состояния и переходы между ними.
Если отправляться от уравнения состояния идеального газа, то, в первую очередь, следует установить: каких важных факторов, присущих реальным газам, оно не учитывает? Ван-дер-Ваальс прежде всего подчеркнул два таких фактора.
Первое: не учитывается сила притяжения между молекулами. Если в газе, тем более в разреженном, где молекулы находятся друг от друга на значительных расстояниях, эти силы (а они убывают с расстоянием) не играют существенной роли, то в жидкостях эта роль заведомо важна. Но если «включить» притяжение между молекулами, то это заставляет их сближаться, т. е. вызывает такой же эффект, как если бы увеличилось давление. И это сказывается тем сильнее, чем ближе молекулы друг к другу, т. е. чем меньше занимаемый газом объем. Из этих рассуждений следует, что добавка к давлению должна быть обратно пропорциональна некоторой степени объема. Какой именно? Если учитывать лишь парные взаимодействия между молекулами (а они действительно играют доминирующую роль), то второй. Таким образом, напрашивается замена: [Формула].
Второе: молекулы вовсе не являются точечными, так что следует учитывать занимаемый ими собственный объем, вычитая его из всего объема газа. Это приводит еще к одной замене [Формула].
Таким образом, уравнение, которое для одного моля идеального газа записывалось в виде [Формула], Ван-дер-Ваальс предложил заменить уравнением (p+a/Vm 2)(Vm - b) = RT, где: R - газовая постоянная, a и b - экспериментальные константы, учитывающие отклонение свойств реального газа от свойств идеального газа (см. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ).
Постоянные a и b в уравнении Ван-дер-Ваальса стали предметом многочисленных дальнейших исследований, и в первую очередь, самого Ван-дер-Ваальса. Но здесь следует обратить внимание на качественную сторону вопроса. Как известно из алгебры, кубическое уравнение (а уравнение Ван-дер-Ваальса дает как раз кубическую зависимость между объемом и давлением при фиксированной температуре) имеет не больше трех действительных корней. Это значит, что при некоторых температурах и давлениях объем может принимать одно из трех значений. Одно из них соответствует жидкой фазе, другое - газу (третье - неустойчивому переходному состоянию).
Но так бывает не всегда: существует температура (она называется критической) при которой все три корня уравнения сливаются в один.
Если температура выше критической, вещество - газ, никакие давления не вызовут его ожижения. Приведем примеры абсолютных (т. е. отсчитываемых от абсолютного нуля, равного -273 °С) критических температур для некоторых веществ: для гелия 5,19, для водорода 33,24, для азота 126,25, для кислорода 190,66, для воды 647,3, для ртути 1460 °С.
Этому замечательному следствию из уравнения Ван-дер-Ваальса нетрудно дать естественное истолкование с «микроскопической» точки зрения. По мере сближения молекул энергия их притяжения возрастает, но не беспредельно, затем начинается отталкивание, и если кинетическая энергия теплового движения молекул больше максимального значения энергии их притяжения, то никакое сжатие не превратит газ в жидкость.
Все эти положения, которые кажутся сегодня и понятными, и убедительными, далеко не сразу были приняты и оценены. Даже сам Максвелл (см. МАКСВЕЛЛ Джеймс Клерк), который познакомился с работой Ван-дер-Ваальса (не упустив при этом повода написать прославившуюся фразу, что эта работа «...определенно направила внимание исследователей на изучение голландского языка...»), отзывался о ней довольно сдержанно. (Нужно, однако, признать, что само внимание Максвелла к работе Ван-дер-Ваальса способствовало ее популяризации).
Но положительные оценки работы решительно преобладали, и 14 июня 1873 ее автор с блеском защитил докторскую диссертацию «О непрерывности газообразного и жидкого состояния».
Через два года, 4 мая 1875, появилось сообщение, что скромный гаагский учитель Ван-дер-Ваальс, заслуживший известность всего лишь одной научной работой, был провозглашен действительным членом Физико-математического отделения Амстердамской Академии наук.
Это избрание изменило многое в жизни и в работе ученого. Появилось много новых обязанностей, и ко всем им Ван-дер-Ваальс неизменно относится с предельной добросовестностью и аккуратностью. Когда в октябре 1877 началось его преподавание в Амстердамском университете, педагогическую работу профессора неизменно отличали эти же черты.
Профессор Ван-дер-Ваальс
Не только в Голландии, но и за ее пределами имя Ван-дер-Ваальса приобретало все более широкую известность. Это скоро сказалось и на его положении. В сентябре 1877 он стал профессором на кафедре незадолго до этого возникшего Амстердамского университета.
По-видимому, его тянуло в родной Лейден, но там кафедра в университете была предоставлена 26-летнему Хендрику Антону Лоренцу (см. ЛОРЕНЦ Хендрик Антон), и Ван-дер-Ваальс был приглашен в Лейден только в 1878. Правда, условия для экспериментальной работы там были далеко не блестящие, но в 1882 для его кафедры был выстроен новый корпус, включавший даже аудиторию на 140 человек, а в 1891 - еще и химическая лаборатория. В 1890 Ван-дер-Ваальс дал общее уравнение для бинарных двухфазных смесей. Он внес также существенный вклад в термодинамическую теорию капиллярности.
Педагогическая нагрузка профессора Ван-дер-Ваальса была очень велика. Не менее 11 часов в неделю он тратил на чтение лекций (многие из которых были оригинальными и нередко направлялись позже в печать; одним из результатов такой работы явился двухтомный «Курс термодинамики», над которым Ван-дер-Ваальс трудился много лет), на семинарские занятия, на консультации и экзамены (экзаменатором он был строгим, и обычно около половины студентов получали двойки и ходили на пересдачи много раз).
Может быть, некоторым студентам он мог показаться даже суровым педантом, но, как написал впоследствии один из его ближайших учеников, «Он мог быть душевным и добрым утешителем, как отец».
Заслуженная известность
Вряд ли нужно говорить, что человека склада Ван-дер-Ваальса не могли изменить слава и признание. Он продолжает много работать. В круг его интересов вовлекаются теория смесей, проблемы тройных систем. То, как высоко ценили его коллеги, видно хотя бы по его избранию в 1896 секретарем Физико-математического отделения и непременным секретарем Амстердамской Академии наук.
В конце декабря 1881 сорокачетырехлетнего профессора и всю его семью постигло тяжелое горе - от туберкулеза скончалась Анна Магдалина, жена Ван-дер-Ваальса и мать трех дочерей и одного сына (который впоследствии пошел по стопам отца). От этого ужасного удара, несмотря на трогательную заботу и поддержку детей, Ван-дер-Ваальс так и не оправился до конца жизни. Довольно долго он даже не мог работать, и только стремление откликнуться на просьбы коллег, в частности, желание помочь Х. Камерлинг-Оннесу (см. КАМЕРЛИНГ-ОННЕС Хейке) (1853-1926), смогло вновь вернуть его к физике.
За труды по теории агрегатных состояний различных сред в 1910 Ван-дер-Ваальсу была присуждена Нобелевская премия.
До самой своей кончины Ван-дер-Ваальс оставался классиком в высшем смысле этого слова - безгранично преданным науке, ее самоотверженным служителем.
Большой энциклопедический словарь
ВАН-ДЕР-ВААЛЬС (van der Waals) Йоханнес Дидерик (1837-1923) - нидерландский физик. Вывел уравнение состояния для реальных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса). Нобелевская премия (1910).
Энциклопедия Кольера
ВАН-ДЕР-ВААЛЬС Йоханнес Дидерик (Waals, Johannes Diderik van der)
(1837-1923), нидерландский физик, удостоенный Нобелевской премии по физике 1910 за вывод уравнений агрегатных состояний газов и жидкостей. Родился 23 ноября 1837 в Лейдене. Самостоятельно изучал физику в Лейденском университете. В 1873 представил докторскую диссертацию О непрерывности газообразного и жидкого состояния. С 1877 по 1907 был профессором физики Амстердамского университета. Работы Ван-дер-Ваальса посвящены молекулярной физике и изучению низкотемпературных явлений. В 1873 он вывел уравнение состояния реального газа, учитывающее как собственный объем молекул, так и взаимодействие между ними (уравнение Ван-дер-Ваальса). Из этого уравнения следовало, что при определенных давлении, температуре и объеме вещество находится в критическом состоянии. Введя т.н. "приведенные параметры", получил уравнение состояния, не содержащее индивидуальных для каждого вещества констант; из этого уравнения следовал закон соответственных состояний. В 1890 Ван-дер-Ваальс открыл закон бинарных смесей, в 1894 разработал термодинамическую теорию капиллярности. Умер Ван-дер-Ваальс в Амстердаме 9 марта 1923.
ЛИТЕРАТУРА
Ван-дер-Ваальс Я., Констамм Ф. Курс термостатики. М., 1936
Полезные сервисы
ван-дер-ваальса уравнение
Энциклопедический словарь
ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА УРАВНЕНИЕ - ВАН-ДЕР-ВА́АЛЬСА УРАВНЕ́НИЕ, уравнение состояния (см. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ), описывающее свойства реального газа (см. РЕАЛЬНЫЙ ГАЗ). Предложено Й. Д. Ван-дер-Ваальсом (см. ВАН-ДЕР-ВААЛЬС Йоханнес Дидерик) в 1873 г. Широко используется для качественного анализа поведения реальных газов и жидкостей. В модели реального газа Ван-дер-Ваальса молекулы рассматриваются как абсолютно твердые слабо притягивающиеся упругие сферы определенного диаметра.
Уравнение Ван-дер-Ваальса количественно определяет свойства реальных газов лишь в небольшом интервале температур и давлений: в области относительно высоких температур и низких давлений, так как входящие в него экспериментально определяемые константы являются функциями температуры.
Для моля газа объемом V при температуре Т и давлении р, уравнение Ван-дер-Ваальса имеет вид:
(p+a/Vm 2)(Vm - b) = RT,
где: R - газовая постоянная,
a и b - экспериментальные константы, учитывающие отклонение свойств реального газа от свойств идеального газа (см. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ).
Член a/V2 имеет размерность давления и учитывает притяжение между молекулами газа за счет ван-дер-ваальсовых сил (см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Действие сил притяжения газа приводит к появлению дополнительного давления на газ, называемого внутренним давлением. По вычислениям Ван-дер-Ваальса, внутреннее давление обратно пропорционально квадрату молярного объема, т. е. рвн = a/Vm2, где а - постоянная Ван-дер-Ваальса, характеризующая силы межмолекулярного притяжения, Vm - молярный объем.
Константа b является поправкой на собственный объем молекул газа и учитывает отталкивание молекул на близких расстояниях. Наличие сил отталкивания, которые противодействуют проникновению в занятый молекулой объем других молекул, приводит к тому, что фактически свободный объем, в котором будут двигаться молекулы реального газа, будет не Vm, а Vm-b, где b - объем, занимаемый самими молекулами. Объем b равен учетверенному собственному объему молекул.
Константы а и b обычно определяются из экспериментальных данных, и эти величины постоянны для каждого газа. Для их определения записывают уравнения для двух известных из опыта состояний газа и решают эти уравнения относительно а и b. При больших объемах V можно пренебречь обеими поправками и уравнение Ван-дер-Ваальса переходит в уравнение состояния идеального газа (см. Клапейрона уравнение (см. КЛАПЕЙРОНА УРАВНЕНИЕ)).
Несмотря на то, что уравнение Ван-дер-Ваальса является приближенным и количественно описывает свойства реальных газов лишь в области высоких температур и низких давлений, качественно оно позволяет описывать поведение газа и при высоких давлениях, конденсацию газа в жидкость. Уравнение Ван-дер-Ваальса также описывает критическое и метастабильное состояние системы жидкость-пар.
Большой энциклопедический словарь
ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА уравнение - предложенное Й. Д. Ван-дер-Ваальсом (1873), уравнение состояния реального газа, учитывающее конечность объема молекул и наличие межмолекулярных сил притяжения; для одного моля имеет вид: (p+a/V2)(V-b) V = RT,где: p - давление, V - мольный объем, T - абсолютная температура, R - газовая постоянная, a и b - постоянные, характеризующие взаимодействие молекул данного вещества.
Полезные сервисы
ван-дер-ваальсова связь
Энциклопедический словарь
ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВА СВЯЗЬ - ВАН-ДЕР-ВАА́ЛЬСОВА СВЯЗЬ (молекулярная связь) характерна для молекулярных кристаллов (см. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ). Наблюдается у ряда веществ между молекулами с ковалентным характером внутримолекулярного взаимодействия. Наличие межмолекулярного притяжения в этом случае возможно при согласованном движении валентных электронов в соседних молекулах. В любой момент времени электроны должны быть максимально удалены друг от друга и максимально приближены к положительным зарядам (ядрам молекулы). Тогда силы притяжения валентных электронов ядром соседней молекулы оказываются сильнее сил взаимного отталкивания электронов оболочек этих молекул. Подобное притяжение между флуктуирующими электрическими диполями получило название дисперсионного взаимодействия. Примером кристалла с молекулярной связью может служить кристаллическая решетка иода. Так, твердый иод имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которых находятся молекулы I2. Аналогичным образом построена кристаллическая решетка твердого диоксида углерода (сухой лед) - в узлах кристаллической решетки находятся молекулы CO2.
Связь Ван-дер-Ваальса является наиболее универсальной, она возникает между любыми частицами, но это наиболее слабая связь, энергия ее примерно на два порядка ниже энергии ионной (см. ИОННАЯ СВЯЗЬ) и ковалентной (см. КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ) связи. Поскольку дисперсионное взаимодействие оказывается очень слабым, молекулярные связи четко проявляются лишь в тех случаях, когда они возникают между атомами или молекулами. Молекулярная связь легко разрушается тепловым движением. Поэтому молекулярные кристаллы обладают низкими температурами плавления (например, парафин (см. ПАРАФИН)), большими коэффициентами теплового расширения, большой сжимаемостью, малой твердостью.
Полезные сервисы
ван-дер-ваальсовы радиусы
Энциклопедический словарь
ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВЫ РАДИУСЫ - ВАН-ДЕР-ВАА́ЛЬСОВЫ РАДИУСЫ, см. в ст. Атомные радиусы (см. АТОМНЫЕ РАДИУСЫ).
Полезные сервисы
ван-дер-ваальсовы силы
Энциклопедический словарь
Ван-дер-Ва́альсовы си́лы - силы межмолекулярного взаимодействия.
* * *
ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВЫ СИЛЫ - ВАН-ДЕР-ВА́АЛЬСОВЫ СИ́ЛЫ, силы межмолекулярного взаимодействия (см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ).
Большой энциклопедический словарь
Полезные сервисы
ван-дик
Словарь галлицизмов русского языка
ВАН-ДИК Vandyck. От имени фламандского художника Антуана Вандейка (1599 - 1641) . Коричневая <краска> Ван-Дейка (ван-дик). 19 в. Филатов 1995 54. Вкратце эти краски <Айвазовского> следующие: блестящая желтая.. сиена жженая, вандик, асфальт, черная персиковая. Лужечкая 175. Ср. Евгений костяным ножом проткнул ван-диковскую картину. Д. Гирс Дн. нотар. писца. // ОЗ 1883 3 1 53.
Полезные сервисы
ван-му шичжэ
Энциклопедический словарь
ВАН-МУ ШИЧЖЭ - ВАН-МУ ШИЧЖЭ́ (кит. посланницы матушки-госпожи), в китайской мифологии существа с телом птицы и лицом девушки, служанки Си-ван-му (см. СИ-ВАН-МУ) .
Большой энциклопедический словарь
ВАН-МУ ШИЧЖЭ (кит. посланницы матушки-госпожи) - в китайской мифологии существа с телом птицы и лицом девушки, служанки Си-ван-му.
Полезные сервисы
ван-слайк дональд декстер
Энциклопедический словарь
ВАН-СЛАЙК Дональд Декстер - ВАН-СЛАЙК (Van Slyke) Дональд Декстер (1883-1971), американский биохимик и химик-аналитик. Основные труды по созданию методов анализа. В 1910 предложил метод количественного определения аминогруппы в алифатических аминах, названный его именем. Создал прибор для количественного анализа газов, содержащихся в крови и др. жидкостях. Редактор «Журнала биологической химии» (1914-25).
Большой энциклопедический словарь
ВАН-СЛАЙК (Van Slyke) Дональд Декстер (1883-1971) - американский биохимик и химик-аналитик. Основные труды по созданию методов анализа. В 1910 предложил метод количественного определения аминогруппы в алифатических аминах, названный его именем. Создал прибор для количественного анализа газов, содержащихся в крови и др. жидкостях. Редактор "Журнала биологической химии" (1914-25).