Gaskonstante

Gaskonstanten, ofta betecknad R, är en grundläggande konstant i kemisk fysik som används för att koppla samman tryck, volym och temperatur hos idealgasar. Den förekommer i den ena formen av den ideala gaslagen: p V = n R T, där p är tryck, V är volym, n är antal mol och T är temperatur i Kelvin. Värdet i SI-enheter är ungefär 8,314 J/(mol·K). I vissa sammanhang används fortfarande andra enhetssystem där R uppträder som 0,082057 L atm /(mol·K).

Gaskonstanten är relaterad till mikroskopiska egenskaper via R = N_A k_B, där N_A är Avogadros konstant och k_B Boltzmanns konstant. Detta gör R till länken mellan makroskopiska och mikroskopiska beskrivningar av gasers beteende. Den universella gaskonstanten är oberoende av vilken gas det gäller, vilket skiljer den från specifika gaskonstanter som beror på ämnets molmassa.

Specifik gaskonstant (R_specific) fås genom att dividera den universella gaskonstanten med ämnets molmassa M: R_specific = R_u / M. För torr luft, med M≈0,0289647 kg/mol, blir R_specific ungefär 287 J/(kg·K). Detta används i tillämpningar där man arbetar med atletiska enheter som kg och m, snarare än mol.

Användning och begränsningar: R används inte bara i pV = nRT utan även i olika termodynamiska beräkningar och i kemiska åtgärder där idealgasantagandet är rimligt. Vid högt tryck eller låga temperaturer avviker riktlinjerna från idealgaslagen, och mer komplexa tillståndsekvationer som van der Waals används.

Historiskt är R en central konstant som möjliggör sambandet mellan molekylära egenskaper och makroskopiska gasbeteenden genom relationen mellan Avogadros tal och Boltzmanns konstant.