Известные люди

»

Ян Дидерик Ван-дер-Ваальс

Ян Дидерик Ван-дер-Ваальс родился в Лейдене; сынуля Якобуса Ван-дер-Ваальса, плотника, и Элизабет Ван-дер-Ваальс (в девичестве Ван-ден-Бург). Окончив начальную и среднюю школу в Лейдене, Ян стал учителем начальной школы. С 1862 по 1865 г. он посещал Лейденский универ как вольнослушатель. В 1864 г. он получил удостоверение учителя средней школы по математике и физике и преподавал физику первоначально в Девентере в 1864 г., а потом в Гааге, где стал в 1866 г. директором школы.

Вскоре вслед за тем этого Ван-дер-Ваальс начал аспирантскую работу по физике и получил уровень доктора в Лейдене в 1873 г. Его докторская диссертация, посвященная непрерывности газообразного и жидкого состояний, получила горячее одобрение со стороны Джеймса Клерка Максвелла, одного из величайших физиков XIX в., тот, что сказал о работе Ван-дер-Ваальса: Она разом поставила его имя в единственный строй с самыми выдающимися именами в науке. Эта диссертация, которая далее была переведена на германский и французский языки, не только утвердила репутацию Ван-дер-Ваальса как блестящего физика, но и определила предмет его исследований до конца его научной деятельности. Через четыре года потом получения докторской степени он стал первым профессором физики во ещё организованном Амстердамском университете, где и оставался вплоть до самого ухода в отставку в 1908 г., передав родное занятие сыну.

Идеи Ван-дер-Ваальса возникли под влиянием написанной в 1857 г. статьи Рудольфа Юлиуса Иммануила Клаузиуса, немецкого физика, внесшего громадный вклад в кинетическую теорию газов. Согласно этой теории, молекулы газа скоро движутся в разных направлениях. Их удары о стенки содержащего их сосуда определяют давление газа, а средняя прыть молекул (их кинетическая энергия) прямо связана с температурой. Клаузиус показал, как позволительно применять эту теорию, чтобы вывести закон, найденный экспериментально в 1662 г. (когда ещё не было известно о молекулах) Робертом Бойлем, ирландским физиком и химиком. Закон Бойля утверждает, что для заданной массы газа при постоянной температуре произведение давления на объем непрерывно. Если, в частности, объем уменьшается из-за того, что в цилиндр вдвигается поршень, то давление возрастает в этакий степени, чтобы сохранялось постоянным данное произведение. Позднее, в XIX в., другие ученые, как, в частности, французские физики Жак Александр Сезар Шарль и Жозеф Луи Гей-Люссак, показали, что при постоянном давлении касательство объема к абсолютной температуре сохраняет постоянное важность. Этот закон также не возбраняется прямо вывести из кинетической теории. Эти два закона позволительно объединить в одном уравнении состояния, которое справедливо при не уж очень огромный плотности: PV = RT, где Р давление. V объем, Т безусловная температура, безусловный ноль, т.е. 273 C, a R постоянная для всех газов размерность, если в объеме содержится хотя бы одна грамм-молекула газа.

Было известно, что это уравнение не совершенно в аккурат, причем в разной степени для различных газов и различных условий. Газы, которые точнее всего удовлетворяют этому уравнению, получили наименование идеальных. Исследуя возможные источники погрешностей, Ван-дер-Ваальс заметил, что уравнение основывалось на двух предположениях: что молекулы действуют как точечные массы (что приблизительно соответствует реальности, если они удалены приятель от друга) и что молекулы не оказывают воздействия приятель на друга (за исключением соударений). Он ввел последний объем для каждой молекулы и силу притяжения между молекулами (не уточняя ее природы), которая сокращала увеличивающееся пространство. (Другие исследователи позже выяснили детали, но слабое притяжение нехимической природы между молекулами до сих пор нередко называют силами Ван-дер-Ваальса.) Затем Ван-дер-Ваальс вывел модифицированное уравнение состояния реального газа: (P + α/ν (ν β) = RT, где α выражает взаимное притяжение молекул газа (деленное на ν2, чтобы учитывать ослабление этой силы в большем объеме, т.е. при большем среднем расстоянии между молекулами), а Р выражает молекулярный объем. Как α, так и Р принимают разные значения для разных газов.

Хотя уравнение Ван-дер-Ваальса и не удовлетворяло целиком экспериментальным данным, оно явилось существенным улучшением больше простого закона и обладало важными следствиями. Притяжение между молекулами приводит к тому, что Ван-дер-Ваальс назвал внутренним давлением, которое стремится удержать молекулы сообща. По мере того как объем уменьшается под действием внешнего давления, внутреннее давление возрастает значительно быстрее внешнего. Если оно окажется равным или превысит внешнее давление, то молекулы сцепятся приятель с другом и им уже не понадобится больше давление со стороны содержащего их сосуда. Газ превратится в жидкость. Это иллюстрирует убеждение Ван-дер-Ваальса, выраженное в его диссертации, что между газообразным и жидким состояниями нет существенной разницы. Те же самые силы и эффекты молекулярного объема действуют в обоих случаях. Различие свойств газов и жидкостей связано с различием в величине, а не в типе сил и объемных эффектов, потому как молекулы могут размещаться ближе или дальше дружбан от друга.

Уравнение Ван-дер-Ваальса существенно прояснило обнаруженное прежде наличие критической температуры, различной для разных газов, выше которой газ, независимо от величины давления, воспрещено было перевести в жидкое состояние. Критическая температура связана с критическим объемом и критическим давлением, которые вкупе определяют критическую точку, совокупность специальных значений температуры, давления и объема, при которых нет видимой грани между газом и жидкостью: при этих условиях оба состояния на глаз одинаковы, резкого перехода между ними нет. Ван-дер-Ваальс использовал критическую точку для того, чтобы вывести уравнение, в котором переменные температура, давление и объем выражаются сквозь их значения в критической точке. В результате получилось универсальное соотношение, применимое ко всем газам и зависящее в каждом случае только от критической температуры, давления и объема, а не от природы газа.

Это послужило основой для формулировки в 1880 г. его наиболее важного открытия закона соответственных состояний. Согласно этому закону, если поведение некоторого газа и соответствующей жидкости известно при всех температурах и давлениях, то состояние любого другого газа или жидкости разрешается вычислить для каждый температуры и давления при условии, что известно их состояние при критической температуре. Этот закон не является совершенным описанием крайне сложного характера газов и жидкостей, при всем при том он довольно точен для того, чтобы приближенно обусловить условия, необходимые для сжижения газов, отталкиваясь от имеющихся экспериментальных данных. Руководствуясь этим законом, шотландский физик Джеймс Дьюар в 1898 г. получил жидкий водород, а Хейке Камерлинг-Оннес, нидерландский коллега Ван-дер-Ваальса, в 1908 г. получил жидкий гелий.

В своих дальнейших исследованиях Ван-дер-Ваальс пытался учитывать отклонения от уравнения состояния реального газа, вводя переменный молекулярный объем. Он предположил, что молекулы способны образовывать кластер, тот, что после этого ведет себя как одна молекула большего размера. Поскольку кластер мог содержать любое цифра одиночных молекул, газ способен обернуться в сложную мешанина. Хотя исходное уравнение Ван-дер-Ваальса оставалось полезным в целом ряде случаев, его простота во многом была принесена в жертву больше точному описанию поведения газа.

Ван-дер-Ваальс получил в 1910 г. Нобелевскую премию по физике за работу над уравнением состояния газов и жидкостей. По словам Оскара Монтелиуса, члена Шведской королевской академии наук, во время презентации лауреата, исследования Ван-дер-Ваальса имеют огромное роль не только для чистой науки. Современное конструирование холодильных установок, которые нынче являются до того мощным фактором нашей экономики и индустрии, базируется в основном на теоретических исследованиях награжденного.

Ван-дер-Ваальс женился на Анне Магдалене Смит в 1864 г. Она скончалась, когда три их дочери и наследник были ещё сильно юными, и он ни при каких обстоятельствах уже не женился. Невысокий мужчина, ведший скромный образ жизни, Ван-дер-Ваальс проводил свободное время, играя в бильярд, читая или раскладывая пасьянс.

Он умер в Амстердаме в 1923 г.

Так же читайте биографии известных людей:

Ян Берзин Jan Berzin

Созданная им в 20-30-е разведывательная сеть оказалась необычайно эффективной: воспитанниками Берзина были Зорге, Маневич, Радо и многие другие..
читать далее →

Ян Флеминг Yan Fleming

Меня зовут Бонд. Джеймс Бонд - так представлялся герой, который принес своему создателю Иэну Флемингу сумасшедшие деньги и славу одного из самых..
читать далее →

Ян Гамарник Yan Gamarnik

Советский военачальник, государственный и партийный деятель. Застрелился накануне неминуемого ареста по "делу Тухачевского". Посмертно..
читать далее →

Ян Ингр Yan Ingr

Ингр (Ingr) Ян Сергей (2.9.1894, Влкош, близ Вушкова -17.6.1956, Париж), чешский военный деятель, дипломат, генерал дивизии.
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий