Calculadora de la ecuación de Van der Waals

La calculadora de la ecuación de Van der Waals estima la presión de un gas real a partir de su volumen, cantidad de sustancia, temperatura absoluta y dos constantes específicas. La ley de los gases ideales trata las moléculas como puntos que no ocupan espacio ni se atraen. Esta aproximación es útil a baja presión y alta temperatura, pero los gases medidos se apartan de ella cuando las moléculas se acercan o las fuerzas intermoleculares cobran importancia. Johannes Diderik van der Waals introdujo correcciones para ambos efectos y creó un vínculo práctico entre el modelo ideal sencillo y el comportamiento observado. La ecuación utilizada es P = nRT / (V - nb) - a(n / V)². La constante b corrige el volumen disponible del recipiente porque las moléculas tienen un tamaño finito. Restar nb deja el volumen libre aproximado en el que pueden moverse los centros moleculares. La constante a corrige la presión por las fuerzas de atracción. Las moléculas cercanas a una pared son atraídas hacia el interior por sus vecinas, por lo que sus choques ejercen menos presión de la que predice el modelo ideal. En esta calculadora, el volumen se mide en litros, la presión en atmósferas, la temperatura en kelvin y la constante de los gases es 0.082057 L atm por mol K. Las constantes a y b deben usar unidades compatibles. Usa constantes fiables para el gas real y mantén todas las entradas en el sistema de unidades indicado. La temperatura debe ser absoluta: convierte los grados Celsius sumando 273.15. El volumen debe ser mayor que nb; de lo contrario, el denominador de volumen libre es cero o negativo y el estado no es físicamente válido. El resultado también muestra la presión ideal en las mismas condiciones. Compararlas revela la influencia conjunta de la atracción molecular y el volumen excluido. A baja densidad suelen ser similares. A mayor densidad puede dominar cualquiera de las correcciones y la diferencia se acentúa. La ecuación de Van der Waals sigue siendo una aproximación, no una ecuación de estado completa. Describe cualitativamente los gases reales, predice una transición líquido-vapor y explica el origen de los fenómenos críticos, pero no es el modelo preferido para diseño industrial de alta precisión. Cerca de límites de fase o en condiciones extremas, consulta datos de propiedades validados o una ecuación de estado cúbica más sofisticada. Para clases, estimaciones preliminares y comprensión de las correcciones moleculares, esta calculadora ofrece un resultado transparente e inmediato.