Splošna plinska konstanta

Splôšna plínska konstánta (označbe $R$, $R_m$ in $R_M$, redkeje $R_a$, $R_u$, $R^n$ ali $R^{*}$) je v fiziki konstanta, ki nastopa v splošni plinski enačbi (enačbi stanja za idealni plin):

$pV=nRT,$

pa tudi v drugih enačbah, na primer v enačbi za Nernstov potencial.

Pokaže se, da je $R$ enaka za katerikoli idealni plin. Realne pline se lahko približno obravnava kot idealni plin, če so razredčeni.

Številčna vrednost splošne plinske konstante je enaka absolutnemu delu, ki ga je opravil 1 mol idealnega plina pri izobarnem razširjanju, če se je temperatura spremenila za 1 K. Izmerjena in priporočena vrednost splošne plinske konstante je:

$R=8,3144598(48)\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{K}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}.$

Številki v okroglih oklepajih pomenita merilno negotovost (standardno deviacijo) na zadnjih dveh mestih vrednosti. Relativna merilna negotovost je 9,1Predloga:E. Nekateri so predlagali, da bi se simbol $R$ imenoval Regnaultova konstanta v čast francoskega fizika in kemika Henriju Victorju Regnaultu, katerega točni eksperimentalni podatki so služili za izračun zgodnje vrednosti konstante. Točni razlog za izvirno predstavitev konstante s črko $R$ pa je dvomljiv.

Včasih splošno plinsko konstanto imenujejo konstanta Mendelejeva po ruskem kemiku Dimitriju Ivanoviču Mendelejevu.

Razmerje med splošno plinsko konstanto in Avogadrovim številom je Boltzmannova konstanta:

$k_{\mathrm{B}}=\frac{R}{N_{\mathrm{A}}},$

tako da ima splošna plinska enačba obliko:

$pV=N{k}_{\mathrm{B}}T$

kjer je $N=n{N}_{\mathrm{A}}$ število delcev, $n$ pa množina snovi.

Splošna plinska konstanta je molska količina in se je ne sme zamenjevati s (specifično, individualno) plinsko konstanto (tudi večkrat označeno z $R$, še posebej v tehniki, in $r$, $R_s$, $\overline{R}$ ali $R_{\nu }$), ki je različna za vsak plin posebej, ter določena kot razmerje med splošno plinsko konstanto in molsko maso $M$:

$r=\frac{R}{M}.$

Splošno plinsko konstanto je uvedel leta 1874 Mendelejev. Njen številski pomen je uvidel v Clapeyronovi enačbi za 1 kilomol plina, za katerega velja Avogadrov zakon, in po katerem ima kilomol katerega koli plina $N_{\mathrm{A}}$ molekul. Kilomol katerega koli idealnega plina ima pri enakem tlaku in temperaturi enako prostornino. Pri temperaturi 273,15 K in tlaku 1013,25 mbar je prostornina enaka:

$V_{km}=22,4138{\text{m}}^3.$

Merjenje

Do leta 2006 so najbolj točno izmerili $R$ s hitrostjo zvoka $c_{\mathrm{a}}(p,T)$ v argonu pri temperaturi $T$ trojne točke vode (uporabljeno za definicijo kelvina) pri različnih tlakih $p$ in z ekstrapolacijo meje pri ničelnem tlaku $c_{\mathrm{a}}(0,T)$. Vrednost $R$ se na ta način dobi iz zveze:

$c_{\mathrm{a}}^2(0,T)=\frac{{\gamma }_{0}RT}{A_{\mathrm{r}}(\mathrm{A}\mathrm{r})M_{\mathrm{u}}},$

kjer je:

• ${\gamma }_0$ adiabatni eksponent za idealne pline (5/3 za enoatomne pline kot je argon),
• $T$ temperatura, temperatura trojne točke vode $T_{\mathrm{T}\mathrm{T}\mathrm{V}}=273,16\mathrm{K}$ po definiciji kelvina,
• $A_{\mathrm{r}}(\mathrm{A}\mathrm{r})$ relativna atomska masa argona,
• $M_{\mathrm{u}}=10^{-3}\mathrm{k}\mathrm{g}/\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}$.

Glej tudi

• specifična toplota

Viri

• Predloga:Citat
• Predloga:Citat
• Predloga:Citat