28 mai 2019 @ 5 min citit
Constanta de gaz ideală este, de asemenea, cunoscută sub numele de constantă de gaz universală sau constantă de gaz molar sau pur și simplu constantă de gaz. Este o constantă foarte importantă în chimie și fizică. Se notează ca R. Dimensiunea constantei gazului este exprimată în energie pe unitate de mol pe unitate de temperatură. Valoarea constantei gazului în unitatea SI este 8,314 J mol −1 K −1. Constanta gazului are aceeași unitate ca entropia și capacitatea de căldură molară.
Originea simbolului R pentru constanta ideală a gazului este încă neclară. Unii spun că simbolul constantei gazului este numit în cinstea chimistului francez Henri Regnault. Este cunoscut pentru munca sa asupra măsurătorilor proprietăților termice ale gazelor.
Definiția Ideal Gas Constant
Constanta gazului ideal este constanta de proporționalitate în ecuația gazului ideal. Este raportul dintre produsul presiunii și volumului, produsul molului și temperaturii.
Formula constantei de gaz
Formula constantei gazului din ecuația ideală a legii gazului este
unde P este presiunea unui gaz ideal,
V este volumul de gaz pe care îl ocupă,
n este numărul de moli ai gazului,
iar T este temperatura în kelvin.
Unitatea SI a constantei de gaz ideal
Unitatea SI a constantei de gaz ideală poate fi determinată ca:
Unitatea de presiune SI este Pa sau N m −2 .
Acum, Nm este echivalentul joului, care este unitatea SI de energie.
Valoarea constantei de gaz ideal în unitatea SI
La STP (P = 101 325 Pa, T = 273,15 K), volumul molar sau volumul pe mol este de 22,414 × 10 −3 m 3 mol −1. Prin urmare, putem calcula valoarea lui R ca.
Aceasta este o valoare aproximativă a constantei de gaz ideale.
Cu cea de-a 26-a Conferință Generală cu privire la Măsuri și Măsuri (CGPM), valoarea revizuită și exactă a constantei de gaz este 8,314 462 618 153 24 J mol −1 K −1 .
Valorile constantei ideale în diferite unități
Valoarea lui R în diferite unități este prezentată în tabelul de mai jos.
| 8.314 462 618 153 24 | J mol −1 K −1 |
| 8 314,462 618 153 24 | J kmol −1 K −1 |
| 8.314 462 618 153 24 × 10 7 | erg mol −1 K −1 |
| 8.314 462 618 153 24 × 10 3 | amu m 2 s - 2 K −1 |
| 8.205 733 8 (47) × 10 −5 | m 3 atm mol −1 K −1 |
| 0,082 057 338 (47) | L atm mol −1 K −1 |
| 1.987 203 6 (11) | cal mol −1 K −1 |
| 62.363 577 (36) | mmHg L mol −1 K −1 |
| 62.363 577 (36) | torr L mol −1 K −1 |
| 1.545.348 96 (3) | ft lbf lbmol −1 K −1 |
| 1.985 88 | Btu lbmol −1 R −1 |
| 998.970 1 (17) | ft 3 mmHg lbmol −1 K −1 |
| 10.731 59 (2) | ft 3 psi lbmol −1 R −1 |
Constantă de gaz specifică
Constanta de gaz specifică este o versiune a constantei de gaz ideală sub formă de masă în loc de formă molară. Este definit ca raportul dintre constanta ideală a gazului și gazul molar al gazului. Are dimensiunea energiei pe unitate de masă pe unitate de temperatură absolută. Unitatea SI este J kg −1 K −1. Este notat ca Rsp.
unde Mw este masa molară sau greutatea moleculară a gazului.
Greutatea moleculară a hidrogenului gazos este de 2 g mol -1. Deci, Rsp pentru hidrogen se calculează astfel:
În mod similar, pentru un aer cu greutate moleculară de 28,84 g mol -1 .
De asemenea, constanta specifică a gazului se găsește în relația lui Mayer.
unde cp este constanta specifică a gazului la presiune constantă și cv este capacitatea specifică de căldură la volum constant.
Constanta specifică a gazului este foarte utilă în aplicațiile tehnice ale termodinamicii.
Constanta de gaz ideală și constantă a lui Boltzmann
Constanta ideală a gazului și constanta Boltzmann (kB) sunt legate de constanta lui Avogadro (NA). Constanta Boltzmann este raportul dintre constanta ideală a gazului și constanta Avogadro.
Folosind ecuația,
unde m este masa pe moleculă a gazului.
Gaz constantă în alte ecuații importante
În afară de ecuațiile de mai sus, constanta gazului se găsește și în multe alte ecuații importante ale chimiei. Unele dintre aceste ecuații sunt discutate mai jos.
Ecuația Nernst
Ecuația Nernst este o ecuație în electrochimie care leagă potențialul unei reacții electrochimice de potențialul standard al electrodului. Ecuația poartă numele chimistului german Walther Nernst. Pentru o jumătate de celulă electrochimică, ecuația Nernst este
Unde:
Ered este potențialul redus al semicelulei la temperatura T,
E ⊖
roșu este potențialul standard al semicelulei,
αred și αox sunt activități ale speciilor reduse și oxidate,
și z și F sunt numărul de electroni transferați și constanta Faraday.
Ecuația lui Arrhenius
Ecuația Arrhenius este o ecuație importantă utilizată în cinetica chimică. Se utilizează pentru a determina constanta ratei k.
unde A este constanta Arrhenius și Ea este energia de activare.
- Capacitate termică Definiție, unități și fapte Britannica
- Este un kcal pentru o calorie Discuție generală - Unități și măsuri - Chowhound
- Definiție de lămâie, nutriție, utilizări și fapte Britannica
- Este postul intermitent ideal pentru toată lumea; Blogul G-Plans
- Gram Calorie Definiția Gram Calorie de către Merriam-Webster