Універсальна газова стала

Універсальна газова стала
Досліджується в	термодинаміка
Першовідкривач або винахідник	Q20871796?
Дата відкриття (винаходу)	1865
Розмірність	${\displaystyle {\mathsf {L}}^{2}{\mathsf {M}}{\mathsf {T}}^{-2}{\mathsf {\Theta }}^{-1}{\mathsf {N}}^{-1}}$
Числове значення	8,314462618153 Дж / (моль·К)[1]
Формула	${\displaystyle R=kN_{\mathrm {A} }}$[2]
Позначення у формулі	${\displaystyle R}$, ${\displaystyle k}$ і ${\displaystyle N_{\mathrm {A} }}$
Символ величини (LaTeX)	${\displaystyle R}$[2]
Підтримується Вікіпроєктом	Вікіпедія:Проєкт:Математика
Рекомендована одиниця вимірювання	Дж / (моль·К)^d[2] і kilogram square metre per square second kelvin mole^d[2]

Універсальна газова стала — константа, що дорівнює роботі розширення одного моля ідеального газу в ізобаричному процесі при збільшенні температури на 1 К. Позначається латинською буквою R.

У Міжнародній системі одиниць (SI) універсальна газова стала дорівнює точно

R = 8,31446261815 Дж⁄(моль∙К).

Її значення пов'язане зі сталою Больцмана співвідношенням:

${\displaystyle R=N_{A}k_{B}\,}$

де ${\displaystyle N_{A}}$ — число Авогадро.

Форми запису рівняння стану ідеального газу й визначення сталих

Експериментально визначені рівняння стану класичного ідеального газу мають вигляд

${\displaystyle PV=MR_{i}T\,}$,

де P — тиск; V — об'єм, Т — температура; M — маса газу, а R_i — певна, характерна для кожного газу, стала, яка отримала назву індивідуальної газової сталої.

Це рівняння можна записати також у вигляді

${\displaystyle PV=nRT={\frac {M}{\mu }}RT}$,

де n —кількість речовини, ${\displaystyle \mu }$ — молярна маса, а R називається універсальною газовою сталою. Це рівняння відоме під назвою рівняння Менделєєва-Клапейрона.

У фізиці рівняння стану однокомпонентного ідеального газу записують як

${\displaystyle PV=Nk_{B}T\,}$,

де ${\displaystyle k_{B}}$ — стала Больцмана, а N — число молекул газу.

Індивідуальна газова стала

Індивідуальні газові сталі для різних ідеальних газів зв'язані з універсальною газовою сталою R співвідношенням

${\displaystyle R_{i}={\frac {R}{\mu }}\,}$,

де μ — молярна маса.

R_{повітря} =287,2 Дж/(кг•К).

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.

Виноски

1. Encyclopædia Britannica
   d:Track:Q5375741
2. 9-37.1 // Quantities and units — Part 9: Physical chemistry and molecular physics — 2 — ISO, 2019. — 17 p.
   d:Track:Q86976044d:Track:Q15028