气体常数表征理想气体热力学特性的一个常数。
为理想气体的绝对压力和比容v的乘积与热力学温度T之比。
常以符号R表示,单位为J(kg·K)。
气体常数在数值上即相当于质量为1kg的理想气体在可逆定压加热过程中温度每升高1K时对外所作出的膨胀功。
其值仅取决于气体的种类,与气体所处的热力状态无关。
例如氧气的R总是等于2598J(kg·K)、氮气的R恒为2967J(kg·K)等。
在工程热力学等学科中,常根据通用气体常数除以千摩尔质量或按迈耶公式来计算确定各种理想气体的气体常数。
推导过程
理想气体状态方程:
已知标准状况(备注:0℃,1标准大气压)下,1mol理想气体的体积为224L
把代进去
得到,单位J(mol·K)
玻耳兹曼常数的定义就是
为所求气体的气体常数。
R称为通用气体常数,也称普适气体恒量,不会随气体的分子量变化而改变;M为所求气体的摩尔质量。
例如氢气,则。
数据
R的值
单位
8314472
00820574587
820574587×10
8314472
气体常数(R*)是一个在物态方程中联系各个热力学函数的物理常数,常数值是8314J/(mol-k)
摩尔气体常数
中文名摩尔气体常数
外文名Molar gas constant
符号R
又称理想气体常数及普适气体常数
解释摩尔气体常数(又称通用、理想气体常数及普适气体常数,符号为R)是一个在物态方程式中连系各个热力学函数的物理常数。与它相关的另一个名字叫玻尔兹曼常量(Boltzmann constant;大陆:玻尔兹曼常量;台湾:波兹曼常数),但当用于理想气体定律时通常会被写成更方便的每开尔文每摩尔的单位能量,而不写成每粒子每开尔文的单位能量,即R=NA*k(NA为阿伏伽德罗常数,Avgadro's number;k为玻尔兹曼常数,Boltzman number)。理想气体状态方程中的摩尔气体常数R的准确数值,是通过实验测定出来的。
方程气态方程全名为理想气体状态方程:pV=nRT。其中p为压强,V为体积,n为物质的量,R为普适气体常量,T为绝对温度(T的单位为开尔文(字母为K),数值为摄氏温度加27315,如0℃即为27315K)。
当p,V,n,T的单位分别采用Pa(帕斯卡),m3(立方米),mol,K(开尔文),R的数值为831。该方程严格意义上来说只适用于理想气体,但近似可用于非极端情况(低温或高压)的真实气体(包括常温常压)。
另外指的是理想气体状态方程来源的三个实验定律:玻一马定律、盖·吕萨克定律和查理定律,以及直接结论pV/T=恒量。
波义耳-马略特定律:在等温过程中,一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。
盖·吕萨克定律:一定质量的气体,在压强不变的条件下,[1]
温度每升高(或降低)1℃,它的体积的增加(或减少)量等于0℃时体积的1/273。
查理定律指出,一定质量的气体,当其体积一定时,它的压强与热力学温度成正比。即
P1/P2=T1/T2或pt=P′0(1+t/273)