氣體常數
R的值 | 單位 |
---|---|
8.3144598(48) | J·K−1·mol−1 |
0.082057338(47) | L·atm·K−1·mol−1 |
8.20557338(47)×10-5 | m³·atm·K−1·mol−1 |
8.3144598(48) | cm3·MPa·K−1·mol−1 |
8.3144598(48) | L·kPa·K−1·mol−1 |
8.3144598(48) | m3·Pa·K−1·mol−1 |
62.363585(36) | L·mmHg·K−1·mol−1 |
62.363577(36) | L·Torr·K−1·mol−1 |
83.144598 | L·mbar·K−1·mol−1 |
1.9872036(11) | cal·K−1·mol−1 |
氣體常數(又稱理想氣體常數、普适氣體常數,符號為R{displaystyle R})是一個在物態方程式中連繫各個熱力學函數的物理常數。
目录
1 使用的方程式
2 波茲曼常數
3 個別氣體常數
4 美國標準大氣層模型
5 另見
6 外部連結
使用的方程式
理想氣體常數出現於最簡單的物態方程,理想氣體定律,如下:
- p=RTV~{displaystyle p={RT over {tilde {V}}}}
其中:
p{displaystyle p}為一理想氣體的壓力
T{displaystyle T}為其溫度
V~{displaystyle {tilde {V}}}為其摩爾體積
此式亦能被寫成:
- pV=nRT{displaystyle qquad pV=nRT}
其中:
V{displaystyle V}為氣體佔有的體積
n{displaystyle n}為氣體的物质的量
R{displaystyle R}同時也出現在能斯特方程及勞侖茲-勞侖次方程中。
其值為:
R=8.3144598(48){displaystyle R=8.3144598(48)} J/K·mol。[1]
位於括號中的最後兩位是不確定度(標準差)。
波茲曼常數
波茲曼常數KB{displaystyle K_{B}}(多記為K{displaystyle K})可以被用作其他形式的理想氣體常數,在純用粒子而不用摩爾計算時適用;其因數僅為阿伏伽德罗数,寫成:
- kB=RNA{displaystyle k_{B}={frac {R}{N_{A}}}}
可以將理想氣體定律寫成直接用波茲曼常數表示的形式:
- PV=NkBT{displaystyle qquad PV=Nk_{B}T}
其中N=nNA{displaystyle N=nN_{A}}是實際的粒子數。
個別氣體常數
一種或多種氣體混合物的個別氣體常數(R¯{displaystyle {bar {R}}})可從通用氣體常數求出,只需除以氣體或混合物的摩爾質量(M{displaystyle M})。
- R¯=RM{displaystyle {bar {R}}={frac {R}{M}}}
只用符號R去代表個別氣體常數也是相當普遍的。在這種情況下看R{displaystyle R}的內容與單位應該可以弄清它是哪種氣體常數。例如在音速的方程中,通常是用個別氣體常數表示的。
空氣的個別氣體常數為:
- Rdryair=287.05Jkg⋅K{displaystyle R_{mathrm {dry,air} }=287.05{frac {mbox{J}}{{mbox{kg}}cdot {mbox{K}}}}}
美國標準大氣層模型
美國標準大氣層模型1976 (USSA1976)將通用氣體常數(R{displaystyle R})定為:[2][3]
- R=8.31432×103N⋅mkmol⋅K{displaystyle R=8.31432times 10^{3}{frac {mathrm {Ncdot m} }{mathrm {kmolcdot K} }}}
但是USSA1976亦指出這個值不符合亞佛加厥常數及波茲曼常數的引用值。[3]但是,USSA1976仍然使用這個R值去計算標準大氣壓。這個差在準確度上並不重要。當使用ISO的R值時,計算出的氣壓於11,000米時只多出了0.62帕斯卡(即相等於只是0.172米的差)及20,000米時多了0.292帕斯卡(即相等於只是0.338米的差)。
另見
- 波茲曼常數
外部連結
^ 2014 CODATA recommended value of R
^ Standard Atmospheres. [2007-01-07].
^ 3.03.1 U.S. Standard Atmosphere, 1976, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1976 (Linked file is 17 MiB).
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