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摩爾氣體常數

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摩爾氣體常數(又稱通用、理想氣體常數及普適氣體常數,符號為R)是一個在物態方程式中連繫各個熱力學函數的物理常數。與它相關的另一個名字叫玻爾茲曼常量(Boltzmann constant;大陸:玻爾茲曼常量;台灣:波茲曼常數),但當用於理想氣體定律時通常會被寫成更方便的每開爾文每摩爾的單位能量,而不寫成每粒子每開爾文的單位能量,即R=NK(N為阿伏伽德羅常數,Avgadro's number;K為玻爾茲曼常數,Boltzman number)。理想氣體狀態方程中的摩爾氣體常數R的準確數值,是通過實驗測定出來的。
22.4L/mol是氣體標況摩爾體積
8.31J/mol是普適氣體常量
氣態方程全名為理想氣體狀態方程,一般指克拉珀龍方程:pV=nRT。其中p為壓強,V為體積,n為物質的量,R為普適氣體常量,T為絕對溫度(T的單位為開爾文(字母為K),數值為攝氏溫度加273.15,如0℃即為273.15K)。
當p,V,n,T的單位分別採用Pa(帕斯卡),m3(立方米),mol,K時,R的數值為8.31。該方程嚴格意義上來說只適用於理想氣體,但近似可用於非極端情況(低溫或高壓)的真實氣體(包括常溫常壓)。
另外指的是克拉珀龍方程來源的三個實驗定律:玻一馬定律、蓋·呂薩克定律和查理定律,以及直接結論pV/T=恆量。
波義耳-馬略特定律:在等溫過程中,一定質量的氣體的壓強跟其體積成反比。即在溫度不變時任一狀態下壓強與體積的乘積是一常數。即p1V1=p2V2。
蓋·呂薩克定律:一定質量的氣體,在壓強不變的條件下,
溫度每升高(或降低)1℃,它的體積的增加(或減少)量等於0℃時體積的1/273。
查理定律指出,一定質量的氣體,當其體積一定時,它的壓強與熱力學溫度成正比。即
P1/P2=T1/T2 或pt=P′0(1+t/273)
式中P′0為0℃時氣體的壓強,t為攝氏溫度。
綜合以上三個定律可得pV/T=恆量,經實驗可得該恆量與氣體的物質的量成正比,得到克拉珀龍方程。
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