Univerzální konstanta ideálního plynu

Konstanta molárního plynu Klíčové údaje

SI jednotky	$J \cdot mol -1 \cdot K -1$
Dimenze	$\,$
SI základna	$kg \cdot m 2 \cdot s -2 \cdot K -1 \cdot mol -1$
Příroda
Obvyklý symbol	$R$
Odkaz na jiné velikosti	$R = N A \cdot k$
Hodnota	8,144 462 618 153 24 J mol -1 K 1

Plynová konstanta Univerzální ideální (označený , nebo ) je součin počtu Avogadrovy ( ) a Boltzmannova konstanta ( ). Hodnota tohoto produktu je přesně 8,314 462 618 153 24 J mol −1 K −1 . $R$ $R_ {m}$ $R ^ {n}$ $N / A}$ $k_ {B}$

Dějiny vědy

Univerzální konstanta ideálního plynu byla empiricky stanovena jako konstanta proporcionality rovnice ideálního plynu . Vytváří souvislost mezi stavovými proměnnými teploty, množství hmoty, tlaku a objemu. Používá se také v mnoha dalších aplikacích a vzorcích.

Je zřejmé, že konstanta ideálního plynu (nazývaná také molární ) má pro všechny ideální plyny stejnou hodnotu a je univerzální . Dalo by se předpokládat, že tlak plynu závisí na hmotnosti, ale to není případ ideálních plynů. Toto pozorování je vyjádřeno zákonem z Avogadra , který poprvé vyhlásil Amedeo Avogadro v roce 1811 .

Konstanty specifické pro ideální plyny

Specifická konstanta plynu

R s

,
nazývaná také individuální konstanta plynu

R i

Plyn	Mezinárodní jednotky [ J kg −1 K 1 ]	Molární hmotnost [ g mol −1 ]
Argon , Ar	208	39,94
Oxid uhličitý , CO 2	188,9	44.01
Oxid uhelnatý , CO	297	28.01
Helium , He	2,077	4,003
Dihydrogen , H 2	4,124	2016
Methan , CH 4	518,3	16.05
Dusík , N 2	296,8	28.02
Dioxygen , O 2	259,8	31,999
Propan , C 3 H 8	189	44,09
Oxid siřičitý , SO 2	130	64,07
Vzduch	287	28,97
Vodní pára , H 2 O	462	18.01

Získáme specifický (nebo individuální ) konstantu plynu ,, dělením univerzální konstanta ideálních plynů podle molární hmotnosti plynu: $R_ {s}$

{\ displaystyle R_ {s} = {\ frac {R} {M}}}

Molární hmotnost suchého vzduchu je:

{\ displaystyle M_ {a} = 0 {,} 028 \, 964 \, 4 \; \ mathrm {kg \; mol ^ {- 1}}}

Specifická konstanta suchého vzduchu je tedy:

{\ displaystyle R_ {s, \ mathrm {air}} = 287 {,} 058 \; \ mathrm {J \; kg ^ {- 1} \; K ^ {- 1}}}

V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty specifických konstant pro určité plyny.

K charakterizaci plynu lze použít molární hmotnost i specifickou konstantu . Druhá je nicméně někdy zaznamenána, což může vést k její záměně s univerzální konstantou (druhou lze konstatovat ). Rozlišení pak bude záviset na kontextu a použitých jednotkách. $M$ $R_ {s}$ $R$ ${\ displaystyle {\ overline {R}}}$

Vyjádření konstanty v jiných jednotkách

Hodnoty konstant v různých systémech jsou:

Hodnoty $R$	Jednotky
8,314	J mol -1 K 1
0,082 06	l atm mol −1 K −1
8,205 7 × 10 −5	m 3 atm mol −1 K −1
62,3637	l Torr mol −1 K −1
1987	cal mol −1 K −1

Poznámky a odkazy

(de) Tento článek je částečně nebo zcela převzat z německého článku na Wikipedii s názvem „ Universelle Gaskonstante “ ( viz seznam autorů ) .

Od 20. března 2019, po revizi mezinárodního systému jednotek, má nyní číslo Avogadro a Boltzmannova konstanta přesnou hodnotu. Avogadro číslo je přesně 6,022 140 76 x 10 23 mol -1 a Boltzmannova konstanta 1,380 649 x 10 -23 J / K . SI brožura , 9 th ed. , 2019, s. 15.
(in) „ Definice plynová konstanta (R) “ na téma O vzdělávání ,2014(zpřístupněno 4. září 2014 ) .
„ Zákon o dokonalém plynu “ (přístup k 26. listopadu 2014 ) .

Podívejte se také

Bibliografie

[Dubesset 2000] Michel Dubesset ( pref. Gérard Grau), Manuál Mezinárodního systému jednotek: lexikon a konverze , Paříž, Technip, kol. " Francouzský institut publikace olej " ( n o 20)Září 2000, 1 st ed. , 1 obj. , XX -169 s. , nemocný. , obr. a tabl. , 15 × 22 cm , br. ( ISBN 2-7108-0762-9 , EAN 9782710807629 , OCLC 300462332 , upozornění BnF n o FRBNF37624276 , SUDOC 052448177 , online prezentace , číst online ) , sv molární konstanta plynů (perfektní), s. 51.
[Giannoni 2020] Michel Giannoni , „ Anatomie konstant: elementární náboj, Boltzmannova konstanta, Avogadrova konstanta “, rev. polytech. , sv. 123 th rok. , N O 1857Květen 2020, str. 20–21 ( shrnutí , číst online [PDF] ).
[Jensen 2003] (in) William B. Jensen , „ Konstantní univerzální plyn $R$ “ [„Univerzální plynová konstanta $R$ “], J. Chem. Educ. , sv. 80, n o 7,Jul. 2003, str. 731-732 ( OCLC 207906061 , DOI 10.1021 / ed080p731 , Bibcode 2003JChEd..80..731J , shrnutí , číst online [PDF] ).

Původní publikace

[Clapeyron 1834] Émile Clapeyron , „ Monografie o hybné síle tepla “, Journal de l'École polytechnique , t. XVI , n o 23,1834, str. 153-190 ( číst online ), dotisk :
- [Clapeyron 2006] Émile Clapeyron , Dizertační práce o hybné síle tepla (předchází biografie autora Josepha Hirsche), Paříž, J. Gabay ,2006, 1 obj. , 56 s. , nemocný. a obr. , 17 × 24 cm , br. ( ISBN 978-2-87647-283-9 , EAN 9782876472839 , OCLC 470660000 , upozornění BnF n o FRBNF40936143 , SUDOC 112431151 , online prezentace , číst online ).
[Clausius 1850] (de) Rudolf Clausius , „ Ueber die bewegende Kraft der Wärme und die Gesetze, welche sich daraus für die Wärmelehre selbst ableiten lassen “ [„O hybné síle tepla a zákonech, které z ní vyplývají teorie tepla “], Ann. Phys. , sv. 155, n o 3,1850, str. 368-397 ( OCLC 4643655307 , DOI 10.1002 / andp.18501550306 , číst online ).
[Horstmann 1873] (de) August Horstmann , „ Theorie der Dissociation “ , Ann. Chem. , sv. 170, n o 1-2,1873, str. 192-210 ( OCLC 4648468455 , DOI 10.1002 / jlac.18731700118 , číst online )

Slovníky a encyklopedie

[Menten 2013] Pierre de Menten de Horne ( pref. Brigitte Van Tiggelen), Slovník chemie: etymologický a historický přístup , Brusel, De Boeck Supérieur , vnější kol. / Věda,Říjen 2013, 1 st ed. , 1 obj. , 395 s. , nemocný. a obr. , 17 × 24 cm , br. ( ISBN 978-2-8041-8175-8 , EAN 9782804181758 , OCLC 863131805 , upozornění BnF n o FRBNF43681551 , SUDOC 172765986 , online prezentace , číst online ) , sv ideal gas law, str. 190, sl. 2.
[Taillet, Villain and Febvre 2018] Richard Taillet , Loïc Villain a Pascal Febvre , slovník fyziky , Louvain-la-Neuve, De Boeck Supérieur , vnější kol. / Věda,Ledna 2018, 4 th ed. ( 1 st ed. Květen 2008), X -956 str. , nemocný. a obr. , 17 × 24 cm , br. ( ISBN 978-2-8073-0744-5 , EAN 9782807307445 , OCLC 1022951339 , upozornění BnF n o FRBNF45646901 , SUDOC 224228161 , online prezentace , číst online ) , sv ideální plyny (konstanta), str. 333-334.

Související články

externí odkazy

[CODATA 2018] (en) Datový výbor pro vědu a technologii (CODATA) , „ konstanta molárního plynu “ , symbol, výraz, přesná číselná hodnota a odvozená jednotka, na webových stránkách Laboratoře Fyzikální měření (PML) z Národního institutu pro standardy a Technology (NIST) of the United States Department of Commerce .
[ISO 2019] Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) , ISO 80000-9:2019(en): množství a jednotky - část. 9 : fyzikální chemie a molekulární fyzika (mezinárodní standard), Ženeva, ISO / TC 12 ,srpna 2019, 2 nd ed. ( 1 st ed. Dubna 2009, 1 st změnit. červen 2011), 1 obj. , 17 s. ( online prezentace , číst online ) , § 3 , tabl. 1 , n O 9-37,1 ( "molární plynová konstanta").