氣體常數

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R 的值 單位
8.3144621(75) J·K−1·mol−1
0.08205746(14) L·atm·K−1·mol−1
8.20574587 × 10-5 m³·atm·K−1·mol−1
8.3144621(75) cm3·MPa·K−1·mol−1
8.3144621(75) L·kPa·K−1·mol−1
8.3144621(75) m3·Pa·K−1·mol−1
62.36367(11) L·mmHg·K−1·mol−1
62.36367(11) L·Torr·K−1·mol−1
83.14472 L·mbar·K−1·mol−1
1.9858775(34) cal·K−1·mol−1
6.132440(10) lbf·ft·K−1·g·mol−1
10.73159(2) ft³·psi·°R−1·lb-mol−1
8.63 × 10−5 eV·K−1·atom−1
0.7302413(12) ft3·atm·°R−1·lb-mole−1

氣體常數(又稱通用理想氣體常數普適氣體常數,符號為R)是一個在物態方程式中連繫各個熱力學函數物理常數

使用的方程式[编辑]

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 = {RT\over{\tilde{V}}}

其中:

此式亦能被寫成:

\qquad pV=nRT

其中:

  • V為氣體佔有的體積
  • n為氣體的摩爾數

R同時也出現在能斯特方程勞侖茲-勞侖次方程Lorentz-Lorenz equation)中。

其值為:

R = 8.314472(15) J·K−1·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[编辑]

波茲曼常數KB(多記為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:

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:

\qquad PV=Nk_BT

其中N=nNA是實際的粒子數。

個別氣體常數[编辑]

一種或多種氣體混合物的個別氣體常數\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)。

 \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:

R_\mathrm{dry\,air} = 287.05 \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}}

美國標準大氣層模型[编辑]

美國標準大氣層模型英语U.S. Standard Atmosphere1976(USSA1976)將通用氣體常數(R)定為:[1][2]

R = 8.31432\times10^3 \frac{\mathrm{N \cdot m}}{\mathrm{kmol \cdot K}}

但是USSA1976亦指出這個值不符合阿伏加德羅常數及波茲曼常數的引用值。[2]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[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Standard Atmospheres. [2007-01-07]. 
  2. ^ 2.0 2.1 U.S. Standard Atmosphere, 1976, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1976 (Linked file is 17 MiB).

外部連結[编辑]