• 氣體常數

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    氣體常數

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    摩爾氣體常數(也稱為氣體常數、通用氣體常數或理想氣體常數)用符號 R 或 R 表示。它是摩爾等效于玻爾茲曼常數,以每溫度增量每量的能量單位表示 物質,即壓力體積積,而不是每個粒子每個溫度增量的能量。 該常數也是波義耳定律、查爾斯定律、阿伏加德羅定律和蓋-呂薩克定律中常數的組合。 它是一個物理常數,出現在物理科學的許多基本方程中,例如理想氣體定律、Arrhenius 方程和 Nernst 方程。

    氣體常數是比例常數,它將物理學中的能量標度與溫度標度和用于物質量的標度聯系起來。 因此,氣體常數的值最終來源于能量、溫度和物質數量單位設定的歷史決定和偶然事件。 玻爾茲曼常數和阿伏加德羅常數也同樣確定,分別將能量與溫度和粒子數與物質的量聯系起來。

    氣體常數 R 定義為阿伏加德羅常數 NA 乘以玻爾茲曼常數 k(或 kB):R = N A k 。 {displaystyle R=N_{rm {A}}k.}

    自 2019 年重新定義 SI 基本單位以來,NA 和 k 在以 SI 單位表示時均以精確數值定義。 因此,摩爾氣體常數的 SI 值恰好為 8.31446261815324 J?K?1?mol?1。

    有人建議將符號 R 命名為 Regnault 常數,以紀念法國化學家 Henri Victor Regnault,他準確的實驗數據被用來計算常數的早期值。 然而,代表常量的字母R的起源卻難以捉摸。 通用氣體常數顯然是由克勞修斯的學生 A.F. Horstmann (1873) 和 Dmitri Mendeleev 獨立引入的,他們于 1874 年 9 月 12 日首先報告了它。使用他對氣體特性的廣泛測量,Mendeleev 還高精度地計算了它, 在其現代價值的 0.3% 以內。

    氣體常數出現在理想氣體定律中: p V = n R T = m R s p e c i f i c T {displaystyle pV=nRT=mR_{rm {specific}}T} 其中 P 是xxx壓力,V 是體積 氣體的,n是物質的量,m是質量,T是熱力學溫度。 Rspecific 是特定于質量的氣體常數。 氣體常數以與摩爾熵和摩爾熱相同的單位表示。

    維度

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    從理想氣體定律 PV = nRT 我們得到:

    R = P V n T {displaystyle R={frac {PV}{nT}}}

    其中 P 是壓力,V 是體積,n 是給定物質的摩爾數,T 是溫度。

    由于壓力定義為單位測量面積的力,氣體方程也可以寫成:

    R = f o r c e a r e a × v o l u m e a m o un t × t e m p e r a t u r e {displaystyle R={frac {{dfrac {mathrm {force} }{mathrm {area} }}times mathrm {volume} }{ mathrm {數量} times mathrm {溫度} }}}

    面積和體積分別為 (length)2 和 (length)3。

    R 的物理意義是每度每摩爾做功。 它可以用代表功或能量的任何一組單位(例如焦耳)、代表xxx標度的溫度度數的單位(例如開爾文或朗肯)以及指定摩爾或類似純數的任何單位系統來表示 允許系統中宏觀質量和基本粒子數的方程,例如理想氣體(參見阿伏加德羅常數)。

    代替摩爾常數可以通過考慮標準立方米來表示。

    因此,我們可以將 R 寫成:

    氣體常數

    因此,就 SI 基本單位而言:

    R = 8.314462618... kg?m2?s?2?K?1?mol?1。

    與玻爾茲曼常數的關系

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    玻爾茲曼常數 kB(或者 k)可以用來代替摩爾氣體常數 b。

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    1. 氣體常數
    2. 維度
    3. 與玻爾茲曼常數的關系

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