Stała gazowa, uniwersalna stała gazowa, molowa stała gazowa, stała Clapeyrona (symbol R) – stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej. Jej wartość to 8,31446261815324 J·mol−1·K−1.
Uniwersalna stała gazowa jest stałym współczynnikiem w równaniu stanu gazu doskonałego:
gdzie: – ciśnienie gazu (w Pa), – temperatura gazu (w K), – objętość zajmowana przez gaz podlegający przemianie (w m³), – liczba moli gazu podlegającego przemianie.
z czego wynika
gdzie: – stała Avogadra = 6,022 140 76×1023 mol−1, – stała Boltzmanna = 1,380 649×10−23 J· K−1.
Wartość uniwersalnej stałej gazowej nie zależy od rodzaju gazu. Po redefinicji jednostek SI, w tym stałej Boltzmanna i stałej Avogadra, od 20 maja 2019 jej wartość wynosi dokładnieR = 848 kgfm/k (mol·K) w układzie ciężarowym.:
Dla gazu doskonałego, uniwersalna stała gazowa jest równa różnicy ciepła właściwego molowego (molowej pojemności cieplnej) przy stałej objętości oraz przy stałym ciśnieniu:
Pomiar stałej gazowej W roku 2006 dokonano pomiaru poprzez pomiar prędkości dźwięku w argonie w temperaturze punktu potrójnego wody (użytego do zdefiniowania kelwina) przy różnych ciśnieniach i ekstrapolacji do granicy ciśnienia zerowego Wartość jest otrzymana wtedy z zależności:
gdzie: – wykładnik adiabaty, – temperatura, – masa molowa argonu.
Indywidualna stała gazowa Indywidualna stała gazowa (oznaczana symbolem r) – stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 kg gazu podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej.
Również indywidualna stała gazowa jest stałym współczynnikiem w równaniu stanu gazu doskonałego:
gdzie: – ciśnienie gazu (w Pa), – temperatura gazu (w K), – objętość właściwa gazu podlegającego przemianie (w m³/kg).
Indywidualna stała gazowa jest równa różnicy między ciepłem właściwym przy stałej objętości a ciepłem właściwym przy stałym ciśnieniu:
Wartość indywidualnej stałej gazowej jest zależna wyłącznie od masy molowej gazu i można ją wyliczyć z zależności:
gdzie: – masa molowa gazu (w kg/mol).
Np. dla powietrza r = 287,05 J/(kg·K) (przyjmując średnią masę molową powietrza 0,0289647 kg/mol i R = 8,3144598 J/(mol·K)).
Stała gazowa wyrażona w innych jednostkach W zależności od potrzeb, stała gazowa może być wyrażona w różnych jednostkach: +Wartość stałej RJednostka Jednostki SI8,31446 26181 5324J⋅K−1⋅mol−18,31446 26181 5324m3⋅Pa⋅K−1⋅mol−18,31446 26181 5324kg⋅m2⋅s−2⋅K−1⋅mol−1 Inne używane jednostki83,14462 61815 324dm3⋅hPa⋅K-1⋅mol-18314,46261 81532 4L⋅Pa⋅K−1⋅mol−18,31446 26181 5324L⋅kPa⋅K−1⋅mol−10,08314 46261 81532 4L⋅bar⋅K−1⋅mol−11,98720 42586 4083cal⋅K−1⋅mol−1
Zobacz też prawo Dulonga-Petita przemiana termodynamiczna
Uwagi
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Stałe fizyczne Kategoria:Wielkości termodynamiczne