Johannes Diderik van der Waals

Johannes Diderik van der Waals (Nederlandse uitspraak: [joːˈɦɑnəz ˈdidərɪk fɑn dər ˈʋaːls] 23 November 1837 – 8 Maart 1923) 'n Nederlandse fisikus was bekend vir sy teoretiese en fisieke werk met gas en vloeistowwe. Van der Waals het sy loopbaan as skoolonderwyser begin. Hy het die eerste fisika-professor van die Universiteit van Amsterdam geword toe die ou Athenaeum in 1877 tot Munisipale Universiteit opgegradeer is. Van der Waals het in 1910 die Nobelprys vir Fisika gewen vir sy werk oor die toestandsvergelyking vir gasse en vloeistowwe.^[1]

Sy naam word hoofsaaklik geassosieer met die Vanderwaalsvergelyking wat die gedrag van gasse en hul kondensasie na die vloeistoffase beskryf. Sy naam word ook geassosieer met Van der Waals se krag (kragte tussen stabiele molekules),^[2] met Van der Waals-molekules (klein molekulêre trosse gebind deur Van der Waals-kragte), en met Van der Waals-radiusse (groottes) van molekules). James Clerk Maxwell het eenkeer gesê dat "daar geen twyfel kan wees dat die naam Van der Waals binnekort een van die voorste in molekulêre wetenskap sal wees nie."^[3]

In sy proefskrif van 1873 het Van der Waals die nie-idealiteit van werklike gasse opgemerk en dit toegeskryf aan die bestaan van intermolekulêre interaksies. Hy het die eerste toestandsvergelyking bekendgestel wat afgelei is deur die aanname van 'n eindige volume wat deur die samestellende molekules beset word.^[4] Aan die spits van Ernst Mach en Wilhelm Ostwald, het 'n sterk filosofiese stroming wat die bestaan van molekules ontken het teen die einde van die 19de eeu ontstaan. Die molekulêre bestaan is as onbewese beskou en die molekulêre hipotese is onnodig. Toe Van der Waals se proefskrif geskryf is (1873), is die molekulêre struktuur van vloeistowwe nie deur die meeste fisici aanvaar nie, en vloeistof en damp is dikwels as chemies onderskeibaar beskou. Maar Van der Waals se werk het die realiteit van molekules bevestig en 'n beoordeling van hul grootte en aantreklike sterkte moontlik gemaak. Sy nuwe formule het 'n omwenteling in die studie van toestandsvergelykings gemaak. Deur sy toestandsvergelyking met eksperimentele data te vergelyk, kon Van der Waals ramings kry vir die werklike grootte van molekules en die sterkte van hul wedersydse aantrekkingskrag.^[5]

Die effek van Van der Waals se werk oor molekulêre fisika in die 20ste eeu was direk en fundamenteel.^[6] Deur parameters wat molekulêre grootte en aantrekkingskrag kenmerk in die samestelling van sy toestandsvergelyking bekend te stel, het Van der Waals die toon aangegee vir moderne molekulêre wetenskap. Dat molekulêre aspekte soos grootte, vorm, aantrekkingskrag en multipolêre interaksies die basis moet vorm vir wiskundige formulerings van die termodinamiese en vervoereienskappe van vloeistowwe word tans as 'n aksioma beskou.^[7] Met behulp van die Van der Waals se toestandsvergelyking kon die kritiekepuntparameters van gasse akkuraat voorspel word uit termodinamiese metings wat by veel hoër temperature gedoen is. Stikstof, suurstof, waterstof en helium het daarna ‘n vloeistof geword. Heike Kamerlingh Onnes is aansienlik beïnvloed deur die baanbrekerswerk van Van der Waals. In 1908 het Onnes die eerste geword wat vloeibare helium gemaak het; dit het direk gelei tot sy 1911-ontdekking van supergeleiding.^[8]

1. ↑ "The Nobel Prize in Physics 1910". Nobel Foundation. Besoek op 9 Oktober 2008.
2. ↑ Parsegian, V. Adrian (2005). Van der Waals Forces: A Handbook for Biologists, Chemists, Engineers, and Physicists. (Cambridge University Press), bl. 2. “Die eerste duidelike bewys van kragte tussen wat binnekort molekules genoem sou word, kom uit Johannes Diderik van der Waals se 1873 Ph.D. tesis formulering van die druk p, volume V, en temperatuur T van digte gasse.”
3. ↑ Johannes Diderik van der Waals - Biographical - Nobelprize.org
4. ↑ van der Waals; J. D. (1873). Over de continuiteit van den gas- en vloeistoftoestand (On the Continuity of the Gaseous and Liquid States) (doktorale proefskrif). Universiteit Leiden.
5. ↑ Sengers, Johanna Levelt (2002), bl. 16
6. ↑ Kipnis, A. Ya.; Yavelov, B. E.; Rowlinson, J. S.: Van der Waals and Molecular Science. (Oxford: Clarendon Press, 1996)
7. ↑ Sengers, Johanna Levelt (2002), bl. 255–256
8. ↑ Blundell, Stephen: Superconductivity: A Very Short Introduction. (Oxford University Press, 1st edition, 2009, bl. 20)