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一个在物态方程中联系各个热力学函数的物理常数

氣體常數

R的值 單位
8.31446261815324 J·K−1·mol−1常用
0.082057338(47) L·atm·K−1·mol−1 常用
8.2057338(47)×10-5 m³·atm·K−1·mol−1
8.3144598(48) cm3·MPa·K−1·mol−1
8.3144598(48) L·kPa·K−1·mol−1
8.3144598(48) m3·Pa·K−1·mol−1
62.363585(36) (約=62.4) L·mmHg·K−1·mol−1 常用
62.363577(36) L·Torr·K−1·mol−1
83.144598 L·mbar·K−1·mol−1
1.9872036(11) cal·K−1·mol−1

氣體常數(又稱理想氣體常數、普适氣體常數,符號為{\displaystyle R})是一個在物態方程式中聯係各個熱力學函數的物理常數。

使用的方程式

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:

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

其中:

此式亦能被寫成:

{\displaystyle \qquad pV=nRT}

其中:

{\displaystyle R}同時也出現在能斯特方程及勞侖茲-勞侖次方程中。

在國際單位制基本單位的重新定義後,其值為一精準數字:

{\displaystyle R=8.31446261815324} J/(K·mol)。

波茲曼常數

波茲曼常數{\displaystyle K_{B}}(多記為{\displaystyle 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:

{\displaystyle 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:

{\displaystyle \qquad PV=Nk_{B}T}

其中{\displaystyle N=nN_{A}}是實際的粒子數。

個別氣體常數

一種或多種氣體混合物的個別氣體常數({\displaystyle {\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({\displaystyle M})。

{\displaystyle {\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{\displaystyle 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:

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

美國標準大氣層模型

美國標準大氣層模型1976 (USSA1976)將通用氣體常數({\displaystyle R})定為:

{\displaystyle R=8.31432\times 10^{3}{\frac {\mathrm {N\cdot m} }{\mathrm {kmol\cdot K} }}}

但是USSA1976亦指出這個值不符合亞佛加厥常數及波茲曼常數的引用值。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)。

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