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}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}}}}p = {RTover{tilde{V}}}

其中:




  • p{displaystyle p}p為一理想氣體的壓力


  • T{displaystyle T}T為其溫度


  • V~{displaystyle {tilde {V}}}{tilde {V}}為其摩爾體積


此式亦能被寫成:


pV=nRT{displaystyle qquad pV=nRT}qquad pV=nRT

其中:




  • V{displaystyle V}V為氣體佔有的體積


  • n{displaystyle n}n為氣體的物质的量


R{displaystyle R}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)}{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}}K_{B}(多記為K{displaystyle K}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}}}}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}qquad PV=Nk_BT

其中N=nNA{displaystyle N=nN_{A}}{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{displaystyle {bar {R}}}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}M)。


=RM{displaystyle {bar {R}}={frac {R}{M}}} 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}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}}}}}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英语U.S. Standard Atmosphere1976 (USSA1976)將通用氣體常數(R{displaystyle R}R)定為:[2][3]


R=8.31432×103N⋅mkmol⋅K{displaystyle R=8.31432times 10^{3}{frac {mathrm {Ncdot m} }{mathrm {kmolcdot K} }}}R = 8.31432times10^3 frac{mathrm{N cdot m}}{mathrm{kmol cdot 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




  1. ^ 2014 CODATA recommended value of R


  2. ^ Standard Atmospheres. [2007-01-07]. 


  3. ^ 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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