| Valorile lui R | Unități (V-P-T-1-n-1) |
|---|---|
| 8.314472 | J-K-1-mol-1 |
| 0.0820574587 | L-atm-K-1-mol-1 |
| 8.20574587 × 10-5 | m3-atm-K-1-mol-1 |
| 8.314472 | 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-Torr-K-1-mol-1 |
| 83.14472 | L-mbar-K-1-mol-1 |
| 1.987 | cal-K-1-mol-1 |
| 6.132440 | lbf-ft-K-1-g-mol-1 |
| 10.73159 | ft3-psi- °R-1-lb-mol-1 |
| 0.7302413 | ft3-atm-°R-1-lb-mol-1 |
| 998.9701 | ft3-mmHg-K-1-lb-mol-1 |
| 8.314472 × 107 | erg-K-1-mol-1 |
Constanta gazelor (cunoscută și sub numele de constanta molară, universală sau constanta gazului ideal) este o constantă fizică care apare într-o serie de ecuații fundamentale din științele fizice, cum ar fi legea gazului ideal și ecuația lui Nernst. Ea este exprimată în unități de energie (adică produsul presiune-volum) pe kelvin pe mol. Este echivalentă cu constanta lui Boltzmann, cu excepția faptului că aceasta din urmă este exprimată în unități de energie pe kelvin pe particulă.
Denumită prin simbolul R, valoarea constantei gazelor este:
R = 8.314472(15) J – K-1 – mol-1
Cele două cifre din paranteze indică incertitudinea (abaterea standard) în ultimele două cifre ale valorii.
Legea gazelor ideale
Un gaz ideal (sau gaz „perfect”) este un gaz ipotetic format dintr-un număr foarte mare de particule identice, fiecare cu volum zero, distribuite uniform în densitate, fără forțe intermoleculare. În plus, moleculele sau atomii gazului au direcție și viteză complet aleatoare și suferă ciocniri perfect elastice cu pereții recipientului. Moleculele unui gaz ideal sunt adesea comparate cu bile de biliard rigide, dar elastice.
Constanta gazelor apare în legea gazelor ideale (cea mai simplă ecuație de stare) după cum urmează:
P = n R T V = R T V m {\displaystyle P={\frac {nRT}{V}}={\frac {RT}{V_{\rm {m}}}}}
unde:
P {\displaystyle P\,\!}
Această ecuație nu se aplică exact la gazele reale, deoarece fiecare moleculă a unui gaz real ocupă un anumit volum, iar moleculele sunt supuse unor forțe intermoleculare. Cu toate acestea, această ecuație este utilizată ca o aproximare atunci când se descrie comportamentul unui gaz real, cu excepția cazului în care gazul se află la presiuni ridicate sau la temperaturi scăzute.
Relația cu constanta Boltzmann
Constanta Boltzmann kB (adesea abreviată k) are valoarea 1,3807 x 10-23 J.K-1. Ea poate fi utilizată în locul constantei universale a gazelor, lucrând în număr de particule pure, N, mai degrabă decât în număr de moli, n, deoarece
R = N A k B {\displaystyle \qquad R=N_{A}k_{B}\,\!}
unde N A {\displaystyle N_{A}} 
În termenii constantei lui Boltzmann, legea gazelor ideale poate fi scrisă astfel:
P V = N k B T {\displaystyle PV=Nk_{B}T\,\!}
unde N este numărul de particule (atomi sau molecule) ale gazului ideal.
Datorită relației sale cu constanta lui Boltzmann, constanta gazului ideal apare, de asemenea, în ecuații care nu au legătură cu gazele.
Constanta specifică (sau individuală) a gazelor
Constanta specifică a gazelor sau constanta individuală a unui gaz sau amestec de gaze (Rgas sau doar R) este dată de constanta universală a gazelor, împărțită la masa molară ( M {\displaystyle M} 
Ecuația de calcul a constantei specifice a gazelor pentru un anumit gaz este următoarea:
R g a s = R ¯ M {\displaystyle R_{\rm {gaz}}={\frac {\bar {R}}{M}}}}}
unde:
R g a s {\displaystyle R_{\rm {gas}}\,\!}
În sistemul SI, unitățile de măsură pentru constanta specifică a gazelor sunt J-kg-1-K-1; iar în sistemul imperial, unitățile de măsură sunt ft-lb-°R-1-slug-1.
Constanta specifică a gazelor este adesea reprezentată prin simbolul R, putând fi confundată cu constanta universală a gazelor. În astfel de cazuri, contextul și/sau unitățile de măsură ale lui R ar trebui să clarifice la care dintre constantele de gaz se face referire. De exemplu, ecuația pentru viteza sunetului este de obicei scrisă în termenii constantei specifice a gazelor.
Valorile constantei individuale a gazelor pentru aer și alte câteva gaze obișnuite sunt prezentate în tabelul de mai jos.
| Gaze | Constanta individuală a gazelor Unități de măsură (J-kg-1-K-1) |
Constanta individuală a gazelor Unități de măsură Imperiale (ft-lb-°R-1-slug-1) |
|
|---|---|---|---|
| Aer | 286.9 | 1,716 | |
| Dioxid de carbon (CO2) | 188.9 | 1,130 | |
| Heliu (He) | 2,077 | 12,420 | |
| Hidrogen (H2) | 4,124 | 24,660 | |
| Metan (CH4) | 518.3 | 3,099 | |
| Nitrogen (N2) | 296.8 | 1,775 | |
| Oxigen (O2) | 259.8 | 1,554 | |
| Vapori de apă (H2O) | 461.5 | 2,760 |
Atmosfera standard a SUA
Atmosfera standard a SUA, 1976 (USSA1976) definește constanta universală a gazelor ca fiind:
R ¯ = 8.31432 × 10 3 N ⋅ m k m o l ⋅ K {\displaystyle {\bar {R}}=8.31432\times 10^{3}{\frac {\mathrm {N\cdot m} }{\mathrm {kmol\cdot K} }}}
SUA1976 recunoaște, totuși, că această valoare nu este în concordanță cu valorile citate pentru constanta Avogadro și constanta Boltzmann. Această disparitate nu reprezintă o abatere semnificativă de la acuratețe, iar USSA1976 utilizează această valoare a lui R pentru toate calculele atmosferei standard. Atunci când se utilizează valoarea ISO a lui R, presiunea calculată crește cu numai 0,62 pascals la 11.000 de metri (echivalentul unei diferențe de numai 0,174 metri, sau 6,8 inci) și o creștere de 0,292 pascals la 20.000 de metri (echivalentul unei diferențe de numai 0,338 metri, sau 13,8 inci).2 inch).
Vezi și
- Atmosfera terestră
- Gaze
- Mole (unitate)
- Presiune
- Temperatură
- Volumet
Note
- 1.0 1.1 Constanta individuală și universală a gazelor. Cutia de instrumente inginerești. Recuperat la 15 iulie 2008.
- Pentru a calcula valoarea constantei specifice a unui gaz în unități SI, trebuie să se împartă valoarea constantei universale a gazelor (în unități SI) la masa molară (sau greutatea moleculară) a gazului în kilograme pe mol.
- Atmosfere standard. Retrieved July 15, 2008.
- 4.0 4.1 Atmosfera standard a SUA, 1976. Administrația Națională Oceanică și Atmosferică; Administrația Națională Aeronautică și Spațială; Forțele Aeriene ale Statelor Unite. Retrieved July 15, 2008.
- Institutul American al Inginerilor Chimiști. 1984. Legea gazului ideal, entalpie, capacitate termică, călduri de dizolvare și de amestecare. New York: American Institute of Chemical Engineers. ISBN 0816902607.
- Atkins, Peter, și Loretta Jones. 2008. Principii chimice: The Quest for Insight, ed. a 4-a. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716799030.
- Chang, Raymond. 2006. Chemistry, 9th ed., Ed. New York: McGraw-Hill Science/Engineering/Math. ISBN 007322221031.
- Cotton, F. Albert, și Geoffrey Wilkinson. 1980. Advanced Inorganic Chemistry, 4th ed., Ed. (Chimie anorganică avansată). New York: Wiley. ISBN 047102727758.
- McMurry, J., și R.C. Fay. 2004. Chemistry, 4th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 013140202080.
Toate linkurile recuperate la 23 mai 2017.
- The Individual and Universal Gas Constant. The Engineering ToolBox.
- The Ideal Gas Constant.
Credite
Scriitorii și editorii New World Encyclopedia au rescris și completat articolul din Wikipediaîn conformitate cu standardele New World Encyclopedia. Acest articol respectă termenii Licenței Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), care poate fi folosită și difuzată cu atribuirea corespunzătoare. Meritul este datorat în conformitate cu termenii acestei licențe, care poate face referire atât la colaboratorii New World Encyclopedia, cât și la colaboratorii voluntari dezinteresați ai Fundației Wikimedia. Pentru a cita acest articol, faceți clic aici pentru o listă de formate de citare acceptabile.Istoricul contribuțiilor anterioare ale wikipediștilor este accesibil cercetătorilor aici:
- Istoricul constantei de gaz
Istoricul acestui articol de când a fost importat în New World Encyclopedia:
- Istoricul „Constanta de gaz”
Nota: Unele restricții se pot aplica la utilizarea imaginilor individuale care sunt licențiate separat.