各类气体常数简述
气体常数
气体常数(又称通用、理想气体常数及普适气体常数,符号为R )是一个在物态方程中连系各个热力学函数的物理常数。
使用的方程
理想气体常数出现于最简单的物态方程,理想气体定律,如下:
其中:
∙
∙
∙ p 为一理想气体的压力 T 为其温度 为其摩尔体积
此式亦能被写成:
其中:
∙
∙ V 为气体占有的体积 n 为气体的摩尔数
R 同时也出现在能斯特方程及洛伦兹-洛伦茨方程(Lorentz-Lorenz equation)中。 其值为:
R = 8.314472(15) J·K −1·mol −1
位于括号中的最后两位是不确定度(标准差)。
玻尔兹曼常量
玻尔兹曼常量K B (多记为K )可以被用作其他形式的理想气体常数,在纯用粒子而不用摩尔计算时适用;其因子仅为阿伏伽德罗数,写成:
可以将理想气体定律写成直接用玻尔兹曼常量表示的形式:
其中N =nN A 是实际的粒子数。
个别气体常数
一种或多种气体混合物的个别气体常数(
合物的摩尔质量(M )。 )可从通用气体常数求出,只需除以气体或混
只用符号R 去代表个别气体常数也是相当普遍的。在这种情况下看R 的内容与单位应该可以弄清它是哪种气体常数。例如在音速的方程中,通常是用个别气体常数表示的。 空气的个别气体常数为:
美国标准大气层模型
美国标准大气层模型1976(USSA1976)将通用气体常数(R )定为:
但是USSA1976亦指出这个值不符合阿伏加德罗常数及玻尔兹曼常量的引用值。但是,USSA1976仍然使用这个R 值去计算标准大气压。这个差在准确度上并不重要。当使用ISO 的R 值时,计算出的气压于11,000米时只多出了0.62帕斯卡(即相等于只是0.172米的差)及20,000米时多了0.292帕斯卡(即相等于只是0.338米的差)。