Gasskonstant

Verdier av R
8,314472 J · K-1 · mol-1
0,0820574587 L · atm · K-1 · mol-1
8,20574587 x 10-5 m³ · atm · K-1 · mol-1
8,314472 cm³ · MPa · K-1 · mol-1
8,314472 L · kPa · K-1 · mol-1
8,314472 m³ · Pa · K-1 · mol-1
62,3637 L · mmHg · K-1 · mol-1
62,3637 L · Torr · K-1 · mol-1
83,14472 L · mbar · K-1 · mol-1
1,987 cal · K-1 · mol-1
6,132439833 lbf · ft · K-1 · g · mol-1
10,7316 ft³ · psi · °R-1 · lb · mol-1

Gasskonstanten (også kalt den universelle gasskonstanten) er en fysisk konstant med symbolet R. Den blir brukt i tilstandsligninger for å knytte sammen forskjellige termodynamiske variable med hverandre. Mest vanlig uttrykkes den med enheten energi per kelvin per mol. Boltzmann-konstanten kan betraktes som gasskonstanten for én partikkel.

I den enkleste formen av en tilstandsligning, den ideelle gassloven, inngår gasskonstanten som

$PV=nRT$

der P er trykket til gassen, T er temperaturen, V er volumet den inntar og n er antall mol den består av.

Verdien av gasskonstanten er

$R=8,314\,4621\,(75)\;{\text{J}}\cdot {\text{K}}^{-1}{\text{mol}}^{-1}$

Dette er den offisielle verdien i 2010. De siste tallene i parentes viser usikkerheten (standardavvik) i de to siste tallene av verdien.

Spesifikk gasskonstant

Antall mol i gassen er gitt som n = m/M hvor m er dens totale masse og M er den molare masse til gasspartiklene. Tilstandsligningen blir da P = mRT/VM hvor ρ = m/V er massetettheten til gassen. Dermed er

$P=\rho R_{s}T$

hvor R_s = R/M er den spesifikke gasskonstanten.

Ofte brukes symbolet R i mer anvendt litteratur også for den spesifikke gasskonstanten, i motsetning til den universelle som da betegnes med R eller R₀. Dette kan gi grunn til forvirring.

Mayers relasjon

Julius Robert von Mayer formulerte forholdet mellom spesifikk varme ved konstant trykk og den spesifikke varmen ved konstant volum for en ideell gass, kjent som Mayers relasjon,

$C_{P}-C_{V}=R,$

hvor C_P er spesifikk varme ved konstant trykk, C_V er spesifikk varme ved konstant volum og R er gasskonstanten..

Boltzmanns konstant

I mer teoretiske arbeider brukes Boltzmann-konstanten k_B (ofte forkortet til k). Den brukes i tilstandsligninger når man regner med antall partikler i gassen i stedet for antall mol. Dette er vanlig i statistisk fysikk og beregning av entropi. Sammenhengen mellom denne og den universelle gasskonstanten er gitt ved Avogadros konstant N_A ved relasjonen

$R=N_{A}k_{B}$

Den ideelle gassloven kan da uttrykkes ved Boltzmannkonstanten som

$PV=Nk_{B}T$

der N = nN_A er det faktiske antall partikler i gassen.

Litteratur

• P.A. Rock, Chemical Thermodynamics, University Science Books, Oxford (1983). ISBN 0-19-855712-5.