какое значение принимает универсальная газовая постоянная

Универсальная газовая постоянная

Универса́льная га́зовая постоя́нная — термин, впервые введённый в употребление Д. Менделеевым в 1874 г. Численно равна работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К.

Содержание

Общая информация

В 1874 году Д. Менделеев вычислил значение константы в уравнении Менделеева-Клапейрона (уравнении состояния идеального газа) для одного моля газа, используя закон Авогадро, согласно которому 1 моль различных газов при одинаковом давлении и температуре занимает одинаковый объём ().

В некоторых научных кругах эту постоянную принято называть постоянной Менделеева. Обозначается латинской буквой .

Входит в уравнение состояния идеального газа .

Удельная газовая постоянная (R/M) для сухого воздуха: Дж ⁄_(кг∙К)

Связь между газовыми константами

Универсальная газовая постоянная выражается через произведение постоянной Больцмана на число Авогадро, . Универсальная газовая постоянная более удобна при расчетах, когда число частиц задано в молях.

Примечания

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Универсальная газовая постоянная» в других словарях:

универсальная газовая постоянная — Постоянная (R) в уравнении состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех веществ. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика

универсальная газовая постоянная — molinė dujų konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. molar gas constant; universal gas constant vok. allgemeine Gaskonstante, f; ideale… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

универсальная газовая постоянная — universalioji dujų konstanta statusas T sritis chemija apibrėžtis Idealiųjų dujų molinė būsenos lygties konstanta, lygi 8,314 J/K·mol. santrumpa( os) R atitikmenys: angl. gas constante per mole; universal gas constant rus. мольная газовая… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

универсальная газовая постоянная — molinė dujų konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. gas constant per mole; universal gas constant vok. ideale Gaskonstante, f; molare Gaskonstante, f; universelle Gaskonstante, f rus. универсальная газовая постоянная, f pranc.… … Fizikos terminų žodynas

универсальная газовая постоянная — Постоянная (R), входящая в управление состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех идеальных газов … Политехнический терминологический толковый словарь

Газовая постоянная — Универсальная газовая постоянная R0 ≈ 8,314 кДж/(кмоль·K) фундаментальна физическая константа. Индивидуальная газовая постоянная R = R0/M, кДж/(кг·K) константа для газа или газовой смеси конкретной молярной массы … Википедия

универсальная газовая константа — molinė dujų konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. molar gas constant; universal gas constant vok. allgemeine Gaskonstante, f; ideale… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Газовая постоянная — универсальная физическая постоянная R, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа: pv = RT (см. Клапейрона уравнение), где р давление, v объём, Т абсолютная температура. Г. п. имеет физический смысл работы расширения 1 моля… … Большая советская энциклопедия

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — (обозначение R), универсальная постоянная в газовом уравнении (см. ЗАКОН ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА), также называемая универсальной молярной газовой постоянной, равна 8,314510 ДжК 1 моль 1 … Научно-технический энциклопедический словарь

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — (R), универсальная фнз. постоянная, входящая в ур ние состояния 1 моля идеального газа: pv=RT (см. КЛАПЕЙРОНА УРАВНЕНИЕ), где р давление, v объём моля, Т абс. темп pa. Г. п. по своему физ. смыслу работа расширения 1 моля идеального газа под пост … Физическая энциклопедия

Источник

Какое значение принимает универсальная газовая постоянная

Величины, характеризующие состояние газа, это m – масса газа,
V – объём газа, P – давление газа, T – температура газа. Эти величины называются параметрами состояния. Уравнение, связывающее параметры m, Р, V и T, называется уравнением состояния.

Уравнение состояния идеального газа – это уравнение Менделеева – Клапейрона

где m – масса газа; m – масса одного моля газа, тогда – число молей газа. Для одного моля газа уравнение Менделеева – Клапейрона записывается:

где R – универсальная газовая постоянная.

Выясним физический смысл универсальной газовой постоянной R.

Пусть 1 моль идеального газа заключен в цилиндр под поршень (рис. 9.4). Первое, начальное, состояние газа характеризуется параметрами V₁, Р₁, T₁. Будем нагревать газ при постоянном давлении (P₁ = const).

Пусть второе, конечное, состояние газа характеризуется параметрами V₂, Р₁, T₂. При подводе тепла Q поршень приподнялся на высоту Dh в результате расширения газа при постоянном давлении P₁. Газ совершил работу А по поднятию поршня:

где F – сила, действующая на поршень со стороны газа; P₁ – давление газа на поршень. Давление P₁ и сила F связаны соотношением

Записываем уравнение Менделеева – Клапейрона для 1 моля газа дважды: для первого состояния и для второго:

и вычтем из нижнего уравнения верхнее. Получим

где \(\Delta T\) – изменение температуры при переходе газа из начального состояния в конечное состояние. Так как

Теперь можно определить физический смысл универсальной газовой постоянной R.

Универсальная газовая постояннаяR равна работе, которую совершает 1 моль идеального газа при изобарическом расширении, если газ нагреть на один градус.

Источник

п V знак равно п р Т знак равно м р s п е c я ж я c Т <\ displaystyle PV = nRT = mR _ <\ rm > T>

СОДЕРЖАНИЕ

Габаритные размеры

Из закона идеального газа PV = nRT получаем:

Поскольку давление определяется как сила, приходящаяся на область измерения, уравнение газа также можно записать как:

р знак равно ж о р c е а р е а × v о л ты м е а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е <\ displaystyle R = <\ frac <<\ dfrac <\ mathrm > <\ mathrm>> \ times \ mathrm > <\ mathrm \ times \ mathrm <температура>>> >

Площадь и объем равны (длина) 2 и (длина) 3 соответственно. Следовательно:

р знак равно ж о р c е ( л е п грамм т час ) 2 × ( л е п грамм т час ) 3 а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е знак равно ж о р c е × л е п грамм т час а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е <\ displaystyle R = <\ frac <<\ dfrac <\ mathrm > <(\ mathrm ) ^ <2>>> \ times (\ mathrm ) ^ <3>> <\ mathrm \ times \ mathrm >> = <\ frac <\ mathrm \ times \ mathrm > <\ mathrm \ times \ mathrm >>>

Поскольку сила × длина = работа:

р знак равно ш о р k а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е <\ displaystyle R = <\ frac <\ mathrm > <\ mathrm \ times \ mathrm <температура>>>>

В противном случае мы также можем сказать, что:

Следовательно, мы можем записать R как:

Связь с постоянной Больцмана

Измерение и замена на определенное значение

Однако после переопределения базовых единиц СИ в 2019 году R теперь имеет точное значение, определенное в терминах других точно определенных физических констант.

Удельная газовая постоянная

р s п е c я ж я c знак равно р M <\ displaystyle R _ <\ rm > = <\ frac >>

Так же, как постоянная идеального газа может быть связана с постоянной Больцмана, то же самое можно сделать и с постоянной газом путем деления постоянной Больцмана на молекулярную массу газа.

р s п е c я ж я c знак равно k B м <\ displaystyle R _ <\ rm > = <\ frac >> >>

Еще одно важное соотношение исходит из термодинамики. Соотношение Майера связывает удельную газовую постоянную с удельной теплоемкостью для калорийно совершенного газа и термически совершенного газа.

Стандартная атмосфера США

Обратите внимание на использование киломолей, что дает коэффициент 1000 в константе. USSA1976 признает, что это значение не согласуется с приведенными значениями для постоянной Авогадро и постоянной Больцмана. Это несоответствие не является существенным отклонением от точности, и USSA1976 использует это значение R * для всех расчетов стандартной атмосферы. При использовании значения R по ISO расчетное давление увеличивается всего на 0,62 паскаль на 11 км (эквивалент разницы всего в 17,4 сантиметра или 6,8 дюйма) и на 0,292 Па на 20 км (эквивалент разницы всего в 33,8 см или 13,2 дюйма).

Также обратите внимание, что это было задолго до переопределения SI 2019 года, благодаря которому константе было присвоено точное значение.

Источник

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ

Смотреть что такое «ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ» в других словарях:

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — физическая постоянная, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа; обозначается R, равна 8,314 Дж/(К.моль) = 1,987 кал/(К.моль) … Большой Энциклопедический словарь

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — (R), универсальная фнз. постоянная, входящая в ур ние состояния 1 моля идеального газа: pv=RT (см. КЛАПЕЙРОНА УРАВНЕНИЕ), где р давление, v объём моля, Т абс. темп pa. Г. п. по своему физ. смыслу работа расширения 1 моля идеального газа под пост … Физическая энциклопедия

газовая постоянная — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN gas constant … Справочник технического переводчика

Газовая постоянная — Универсальная газовая постоянная R0 ≈ 8,314 кДж/(кмоль·K) фундаментальна физическая константа. Индивидуальная газовая постоянная R = R0/M, кДж/(кг·K) константа для газа или газовой смеси конкретной молярной массы … Википедия

газовая постоянная — физическая постоянная, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа; обозначается R, равна 8,314 Дж/(K·моль) = 1,987 кал/(K·моль). * * * ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ, физическая постоянная, входящая в уравнение состояния (см.… … Энциклопедический словарь

газовая постоянная — dujų konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. gas constant vok. Gaskonstante, f rus. газовая постоянная, f pranc. constante de gaz, f … Fizikos terminų žodynas

газовая постоянная — газовая константа … Cловарь химических синонимов I

Газовая постоянная — универсальная физическая постоянная R, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа: pv = RT (см. Клапейрона уравнение), где р давление, v объём, Т абсолютная температура. Г. п. имеет физический смысл работы расширения 1 моля… … Большая советская энциклопедия

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — универс. физ. постоянная R, входящая в ур ние состояния идеального газа (см. Клапейрона уравнение); R = (8,314 510 ± 0,000 070) ДжДмоль*К). Удельной Г. п. наз. величина В = R/M, где М молярная масса … Большой энциклопедический политехнический словарь

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — физ. постоянная, входящая в уравнение состояния 1 моль идеального газа; обозначается R, равна 8,314 Дж/(К х моль) = = 1,987 кал/(К х моль) … Естествознание. Энциклопедический словарь

Источник

Некоторые предположили, что было бы уместно назвать символ р то Константа Реньо в честь Французский химик Анри Виктор Рено, точные экспериментальные данные которого были использованы для расчета раннего значения константы; однако происхождение буквы р представить константу неуловимо. [3] [4]

Газовая постоянная находится в закон идеального газа, следующее:

п V = п р Т = м р s п е c я ж я c Т < displaystyle PV = nRT = mR _ < rm > T>

Содержание

Размеры

Из закона идеального газа PV = nRT мы получили:

куда п давление, V объем, п количество молей данного вещества, и Т является температура.

Поскольку давление определяется как сила на единицу площади, уравнение газа также можно записать как:

р = ж о р c е а р е а × v о л ты м е а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е < displaystyle R = < frac << dfrac < mathrm > < mathrm>> times mathrm > < mathrm times mathrm <температура>>> >

Площадь и объем (длина) 2 и (длина) 3 соответственно. Следовательно:

р = ж о р c е ( л е п грамм т час ) 2 × ( л е п грамм т час ) 3 а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е = ж о р c е × л е п грамм т час а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е < displaystyle R = < frac << dfrac < mathrm > <( mathrm ) ^ <2>>> times ( mathrm ) ^ <3>> < mathrm times mathrm >> = < frac < mathrm times mathrm > < mathrm times mathrm >>>

Поскольку сила × длина = работа:

р = ш о р k а м о ты п т × т е м п е р а т ты р е < displaystyle R = < frac < mathrm > < mathrm times mathrm <температура>>>>

Физическое значение р это работа на градус на моль. Он может быть выражен в любом наборе единиц, представляющих работу или энергию (например, джоули), единицы, представляющие градусы температуры по абсолютной шкале (например, Кельвин или же Ренкин), и любая система единиц, обозначающая моль или подобное чистое число, которое позволяет уравнение макроскопической массы и чисел фундаментальных частиц в системе, такой как идеальный газ (см. Константа Авогадро).

Вместо моля постоянную можно выразить, рассматривая нормальный кубический метр.

В противном случае мы также можем сказать, что:

Следовательно, мы можем написать р в качестве:

Связь с постоянной Больцмана

В Постоянная Больцмана k_B (часто сокращенно k) может использоваться вместо газовой постоянной, работая с чистым подсчетом частиц, N, а не количество вещества, п, поскольку

куда N_А это Константа Авогадро. Например, закон идеального газа в терминах постоянной Больцмана

Измерение и замена на определенное значение

По состоянию на 2006 год наиболее точное измерение р были получены путем измерения скорость звука c_а(п, Т) в аргон при температуреТ из тройная точка воды в разных давление п, и экстраполяция до предела нулевого давленияc_а(0, Т). Значение р тогда получается из соотношения

Однако после 2019 новое определение базовых единиц СИ, р теперь имеет точное значение, определенное в терминах других точно определенных физических констант.

Удельная газовая постоянная

В удельная газовая постоянная газа или смеси газов (р_{специфический}) дается делением молярной газовой постоянной на молярная масса (M) газа или смеси.

р s п е c я ж я c = р M < displaystyle R _ < rm > = < frac >>

Точно так же, как постоянная идеального газа может быть связана с постоянной Больцмана, то же самое можно сделать и с постоянной газом путем деления постоянной Больцмана на молекулярную массу газа.

р s п е c я ж я c = k B м < displaystyle R _ < rm > = < frac >> >>

Еще одно важное соотношение исходит из термодинамики. МайерЭто соотношение связывает удельную газовую постоянную с удельной теплотой для калорийно совершенного газа и термически совершенного газа.

Обычно, особенно в инженерных приложениях, удельную газовую постоянную представляют символом р. В таких случаях универсальной газовой постоянной обычно присваивается другой символ, например р чтобы отличить это. В любом случае контекст и / или единицы газовой постоянной должны давать понять, идет ли речь об универсальной или конкретной газовой постоянной. [6]

Стандартная атмосфера США

В Стандартная атмосфера США, 1976 (USSA1976) определяет газовую постоянную р ∗ в качестве: [7] [8]

Обратите внимание на использование единиц измерения в киломолях, что дает коэффициент 1000 в константе. USSA1976 признает, что это значение не соответствует приведенным значениям для постоянной Авогадро и постоянной Больцмана. [8] Это несоответствие не является существенным отклонением от точности, и USSA1976 использует это значение р ∗ для всех расчетов стандартной атмосферы. При использовании ISO значение р, расчетное давление увеличивается всего на 0,62паскаль на 11 км (эквивалент разницы всего в 17,4 сантиметра или 6,8 дюйма) и увеличение на 0,292 Па на 20 км (эквивалент разницы всего в 33,8 см или 13,2 дюйма).

Также обратите внимание, что это было задолго до переопределения SI 2019 года, которое дало константе точное значение.

Источник