Costante dei gas

Costante dei gas
SimboloR
Valore8,314472 J/ molK
(sequenza A070064 dell'OEIS)
Camponumeri reali

La costante dei gas (o costante universale dei gas), simboleggiata dalla lettera R è una costante che mette in relazione la pressione p, la temperatura T (espressa in kelvin), il volume V e la quantità di sostanza n, secondo l'equazione:

nota come equazione di stato dei gas perfetti in quanto riferita a un ipotetico gas ideale, composto da sole particelle puntiformi prive di interazioni attrattive o repulsive tra loro. R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande in seguito all'aumento di temperatura pari a 1 kelvin alla pressione P costante di 1 atmosfera.

Valore della costante dei gas[1]Unità di misura
8,314472J K−1 mol−1
0,08205784L atm K−1 mol−1
8,20574587 × 10−5 m3 atm K−1 mol−1
8,314472cm3 MPa K−1 mol−1
8,314472L kPa K−1 mol−1
8,314472 m3 Pa K−1 mol−1
8314,472m3 Pa K−1 kmol−1
62,3637L mmHg K−1 mol−1
62,3637L Torr K−1 mol−1
83,14472L mbar K−1 mol−1
1,987cal K−1 mol−1
6,132440lbf ft K−1 g mol−1
10,7316ft3 psi °R−1 lb-mol−1
8,617 × 10−5eV K−1 atom−1
0,7302ft3 atm °R−1 lb-mol−1

Il suo valore è:

L'unità di misura è il J / (mol × K), analogamente al calore molare.

Con lo sviluppo della meccanica statistica la costante è stata riespressa nella più fondamentale costante di Boltzmann, attraverso la conversione di unità di misura di quantità di sostanza da mole a uno mediante la costante di Avogadro:

Dall'equazione di stato, mantenendo costanti la temperatura, la pressione o il volume si ottengono le equazioni empiriche sviluppate da Boyle, Charles e Gay-Lussac (rispettivamente per le trasformazioni isoterme, isobare e isocore).

Costante dei gas specifica

La costante dei gas specifica sia per un gas sia per una miscela di gas () è data dalla costante universale dei gas divisa per la massa molare del gas o della miscela di gas.

e l'equazione di stato dei gas perfetti si riscrive nella forma:

Dove con ρ si è indicata la densità. È comune rappresentare la costante dei gas specifica con il simbolo R. In questi casi il contesto o le unità di misura di R dovrebbero chiarire a quale delle sue costanti si faccia riferimento. Per esempio l'equazione della velocità del suono in un gas è usualmente scritta in termini della costante specifica.

La costante specifica per l'aria secca è:

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