気体定数

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8.314472

L-K-K-1-mol-1

6.6

0.7302413 ft3-1-lb-mol-1

Rの値 単位
(V-P-T-1-n-1)
8.314472 J-K-1-mol-1
0.0.0……とする。0820574587 L-atm-K-1-mol-1
8.20574587 × 10-5 m3-atm-K-1-mol-1
8.0.314472 cm3-MPa-K-1-mol-1
8.314472 L-kPa-K-1-mol-1
8.314472
m3-Pa-K-1-mol-1
62.36367 L-mmHg-K-1-mol-1
62.36367 L-TOR-K-1-mol-1
83.K-1-MOL-1 K-Pa-K-K-1-Mol-2M3-Pa-K-1-Mol-2L-mHg-K-1-Mol-3L-mHg-K-2 L-mbar-K-1-mol-1
1.987 cal-K-1-mol-1
6.132440 lbf-ft-K-1-g-mol-1
10.0 K-mbar-K-1-1
L-K-K-1-mol-1 L-K-1-mol-1 L-K-1-mol-1 ft3-psi- °R-1-lb-mol-1
0.7302413 ft3-atm-°R-1-lb-mol-1
998.1 0.7302413
ft3-mmHg-K-1-lb-mol-1
8.314472 × 107 erg-K-1-mol-1

気体定数(モル、普遍、理想気体定数とも)は、理想気体の法則やネルンストの式など物理科学の基礎方程式で数多く取り上げられる物理定数である。 単位は1モル当たり1ケルビンのエネルギー(圧力-体積積)。 ボルツマン定数が粒子1個あたりのエネルギーで表されることを除けば、ボルツマン定数と等価である。314472(15) J – K-1 – mol-1

括弧内の2桁は値の最後の2桁の不確かさ(標準偏差)を示す。

気相における粒子(原子、分子、イオン)の運動。 気体定数は、気体の特性のいくつかの近似を提供する理想気体の法則の要因である。

Ideal gas law

A ideal gas (or “perfect” gas) は、非常に多数の同一の粒子からなる仮想の気体で、それぞれがゼロ体積で、密度に均一に分布し、分子間力がないものである。 さらに、気体の分子または原子は方向と速度が完全にランダムであり、容器の壁と完全に弾性的な衝突をする。

気体定数は理想気体の法則(最も単純な状態方程式)において次のように表される:

P = n R T V = R T V m {displaystyle P={frac {nRT}{V}}={frac {RT}{V_{rm {m}}}} {displaystyle P={prac {nRT}{V}}={pac {rt}{m}}} } {displaystyleP={pac}{pac}{pac}{pac}{pac}{m}}}。

where:

P {displaystyle P,\!} }. は絶対圧 T {displaystyle T,\!} である。 is absolute temperature V {displaystyle V,\!} } is absolute temperature V {displaystyle V,\! is the volume the gas occupies n {displaystyle n,\!} は気体の量(気体のモル数) V m {displaystyle V_{rm {m}}},\! is the molar volume

この式は実際の気体には当てはまらない。なぜなら、実際の気体の分子はそれぞれ一定の体積を占めており、分子には分子間力が働いているからである。

ボルツマン定数との関係

ボルツマン定数kB(しばしばkと略される)は1.3807 x 10-23 J・K-1の値である。 R = N A k B {displaystyle \qquad R=N_{A}k_{B},\!}} であるから、モル数nではなく純粒子数Nで作業すれば普遍気体定数の代わりに使うことができる。 ,

where N A {displaystyle N_{A}}. はアボガドロ数(= 6.022 x 1023個/モル)である。

ボルツマン定数の観点から、理想気体の法則は次のように書くことができる:

P V = N k B T {displaystyle PV=Nk_{B}T,\}…

ここでNは理想気体の粒子(原子または分子)の数である。

ボルツマン定数との関係から、理想気体定数は気体と関係のない式にも登場する。

比気体定数

気体または混合気体の比気体定数(Rgasまたは単にR)は、気体または混合気体のモル質量(M {displaystyle M} )で割った普遍気体定数で与えられる。 普遍気体定数がすべての理想気体に同じであるのに対し、特定(または個別)気体定数は特定の気体(または空気などの気体の混合物)に適用される。

特定の気体の特定気体定数を計算する方程式は次のとおりである。

where:

R g a s {displaystyle R_{Thrm {gas}},\!}}. は比気体定数 R ¯ {displaystyle {bar {R}}} である。 は普遍気体定数 M {displaystyle M,\!} 。 は気体のモル質量(または分子量)

SI系では、比気体定数の単位はJ-kg-1-K-1、インペリアル系では、ft-lb-°R-1-slug-1となる

比気体定数はしばしば記号Rで表され、その場合は、ユニバーサルガス定数と間違えられる可能性がある。 このような場合、Rの文脈および/または単位によって、どちらの気体定数を指しているのかが明確になるはずである。 たとえば、音速の式は通常、比気体定数で書かれる。

空気および他のいくつかの一般的なガスの比気体定数の値は、下の表に示されている。

24,660

1,775

296.8

ガス 個別ガス定数
SI 単位
(J-kg-1-K-1)
個別ガス定数
帝国単位
(ft-lb-°R-1-slug-1)
空気 286.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1.Kg-1 .Kg-1.9 1,716
二酸化炭素(CO2) 188.9 1,130
ヘリウム(He) 2,077 12,420
水素(H2) 4,124
メタン(CH4) 518.0
水素(H2) 520
4,124 63563 3,099
窒素(N2) 296.8
酸素(O2) 259.0 2,6356>1,775 1,775.0。8 1,554
水蒸気(H2O) 461.5 2,760

US Standard Atmosphere

US Standard Atmosphere, 1976 (USSA1976) は、ユニバーサルガス定数を次のように定義しています:

R ¯ = 8.31432 × 10 3 N ⋅ m k m o l ⋅ K {displaystyle { } }=8.31432times 10^{3}{frac {mathrm {N}cdot m}} }{mathrm {kmolcdot K} }}}

ただし、USSA1976は、この値がアボガドロ定数やボルツマン定数の引用値と一致しないことを認めている。 この不一致は正確さを大きく逸脱するものではないので、USSA1976では標準大気の計算にはすべてこのRの値を用いている。 RのISO値を使用した場合、計算された圧力は11,000メートルでわずか0.62パスカル(わずか0.174メートル、6.8インチの差に相当)の増加、20,000メートルで0.292パスカル(わずか0.338メートル、13インチの差に相当)の増加にとどまります。1424>

See also

  • 地球の大気
  • ガス
  • モル(単位)
  • 圧力
  • 温度
  • 容量

ノート

  1. 1.0 1.1 個体と普遍ガス定数(PNG)1.1. The Engineering ToolBox. 2008 年 7 月 15 日に取得。
  2. SI単位で気体の比ガス定数の値を計算するには、普遍気体定数の値(SI単位)を気体のモル質量(または分子量)(キログラム/モル)で割る必要があります。
  3. 標準大気. 2008年7月15日掲載。
  4. 4.0 4.1 米国の標準大気、1976年。 米国海洋大気庁;米国航空宇宙局;米国空軍。 2008年7月15日取得。
  • 米国化学技術者協会。 1984. 理想気体の法則、エンタルピー、熱容量、溶解熱、混合熱。 ニューヨーク。 American Institute of Chemical Engineers. ISBN 0816902607.
  • Atkins, Peter, and Loretta Jones. 2008. Chemical Principles: The Quest for Insight, 4th ed. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716799030.
  • Chang, Raymond. 2006. Chemistry, 9th ed. New York: マグロウヒル サイエンス/エンジニアリング/マス。 ISBN 0073221031.
  • Cotton, F. Albert, and Geoffrey Wilkinson.日本学術振興会特別研究員(DCA)。 1980. Advanced Inorganic Chemistry, 4th ed. New York: Wiley. ISBN 0471027758.
  • McMurry, J., and R.C. Fay. 2004. Chemistry, 4th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0131402080.

全リンク 2017年5月23日検索.

  • The Individual and Universal Gas Constant.日本経済新聞出版社. The Engineering ToolBox.
  • The Ideal Gas Constant.

Credits

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  • Gas constant history

この記事の新世界百科事典への取り込み以降の履歴:

  • History of “Gas constant”

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