gaskonstanten

Gaskonstanten bezeichnet in der Physik die fundamentalen Konstanten, die in den Gleichungen der Thermodynamik und der statistischen Mechanik für ideale Gase auftreten. Es gibt zwei Hauptformen: die universelle Gaskonstante R, die für alle Gase gilt, und die spezifische Gaskonstante R_s eines bestimmten Gases, die durch R_s = R / M bestimmt wird, wobei M die molare Masse des Gases in Kilogramm pro Mol ist.

Der universelle Wert verbindet sich mit der Boltzmann-Konstante k_B und der Avogadro-Zahl N_A über R = N_A · k_B. Der numerische Wert beträgt aktuell etwa R = 8,314462618 J/(mol·K). In anderen gängigen Einheiten lässt sich R als 0,082057366 L·atm/(mol·K) oder als 8,314462618 kPa·L/(mol·K) angeben (wobei 1 J = 1 kPa·L).

Die spezifische Gaskonstante hängt vom Gas ab und wird durch M geteilt. Beispiel: für trockene Luft beträgt R_s rund 287,05 J/(kg·K). Allgemein gilt R_s = R / M, wodurch Gase mit größerer molarer Masse kleinere spezifische Konstanten besitzen.

Anwendungen finden Gaskonstanten im idealen Gasgesetz pV = nRT, in der molaren Form pV_m = RT sowie in vielen thermodynamischen Berechnungen, die Druck, Volumen, Temperatur und Stoffmassen betreffen. Sie ermöglichen die Beschreibung des Verhaltens idealer Gase in Wissenschaft, Technik und Chemie.

Historisch ergibt sich die Gaskonstante aus der statistischen Beschreibung des Molekülverhaltens und der Verbindung von k_B und N_A, wodurch sich die makroskopischen Eigenschaften von Gasen aus mikroskopischen Größen ableiten lassen.