Prêmio Nobel em Física – 1910

Prêmio Nobel em Física – 1910

Johannes Diderik Van der Waals; Fonte: site Nobel Prize.


   O laureado com o Prêmio Nobel de Física do ano de 1910 foi o físico holandês Johannes Diderik Van der Waals por seu “trabalho sobre a equação de estado para gases e líquidos”.

   Na termodinâmica existe uma lei chamada de lei dos Gases Ideais que, apesar de ser um feito histórico para a ciência, possuía uma inconsistência, que é o fato do gás ao ser muito comprimido se afastar da interpretação dessa lei de forma proporcional. Van der Waals modificou fenomenologicamente essa lei descrita formalmente pela chamada equação de Clapeyron 

pV=nRT

onde p é a pressão, V o volume total do sistema, n o número de mols do gás, T a temperatura e R a constante universal dos gases.

   Apesar disso, em certas condições a lei descrita pela equação de Clapeyron funcionava.  

   Essa imprecisão na lei foi estudada a fundo por Van der Waals. Deve ser entendido que a lei se baseava nas seguintes premissas:

  • Um gás é composto de moléculas cujo tamanho, comparado ao ocupado pelo gás, é insignificante.
  • As moléculas que compõem o gás não exercem força umas nas outras.

   Van der Waals então pensou: E se as moléculas de um gás interagem umas com as outras e, considerarmos que o espaço que ocupam não é insignificante? A equação ainda funcionaria?

   O holandês então se dedicou a estudar a equação em termos de volume e pressão “ideal” e tentava estimar essas variáveis macroscópicas em termos de constantes características de cada gás. Após alguns experimentos, ele chegou a seguinte equação introduzindo ambos os fatores a e b que são constantes características de cada gás:

(P+(n2a)/V2).nb)=nRTP

   Essa equação se tornou a mais nova ferramenta na termodinâmica, pois ao aplicá-la a gases em altas pressões, os resultados se arranjavam perfeitamente à realidade. O modelo teórico se modificou de acordo com a equação de Van der Waals e o volume de um gás passava a ser essencial na formação deste, onde suas moléculas por razões misteriosas são atraídas com uma força pequena, chamada de força de Van der Waals que, posteriormente, seria a conhecida força elétrica. E, mais ainda, as constantes de cada gás tinham uma relação entre si e era possível estimar as constantes desconhecidas de um em função das constantes conhecidas de outro, ou seja, era possível prever em que pressão e temperatura gases como o hidrogênio ou o hélio poderiam ser condensados.

   A equação de Van der Waals revolucionou a termodinâmica e até hoje é considerada de grande importância científica. Citando o discurso de entrega do Nobel, Van der Waals conseguiu de forma brilhante “decifrar alguns parágrafos das leis que se aplicam não apenas a certas regiões da Terra, mas a todo o Universo”.

   Johannes Diderik van der Waals nasceu em Leiden, 23 de novembro de 1837, e faleceu em Amsterdã, em 8 de março de 1923.

 

Texto por: Sanderson Carlos Ribeiro

Revisado por: Bruno Belin Dal Santos

Referências:

The Nobel Prize in Physics 1910“. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 11 de junho de 2018. <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1910/>

GÓMEZ-ESTEBAN, Pedro. Prêmios Nobel – Física 1910 (Johannes Diderik van der Waals). Disponível em: <https://eltamiz.com/2012/02/16/premios-nobel-fisica-1910-johannes-diderik-van-der-waals/>. Acesso em: 10 jun. 2018.

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