気体定数 (R) は、理想気体の法則とネルンストの式で使用される比例定数です。理想気体定数、普遍気体定数、またはモル気体定数とも呼ばれます。基本的に、気体定数はボルツマン定数 (k) と同じですが、気体定数にはアボガドロ数 (NA ):
R =NAk
気体定数は、1 モルあたりの温度あたりのエネルギーの単位ですが、ボルツマン定数は、1 粒子あたりの温度あたりのエネルギーの単位です。
理想気体方程式とネルンスト方程式
理想気体の方程式は、理想気体の圧力と体積をモル数と温度に関連付けます。
PV =nRT
ここで、P は圧力、V は体積、n は理想気体のモル数、R は気体定数、T は温度です。
ネルンストの式は、半電池の還元電位を標準電極電位、温度、電子のモル数、ファラデー定数、および反応商に関連付けます。
E =E – (RT/nF)lnQ
ここで、E はセル電位、E は標準セル電位、R は気体定数、T は温度、n は交換される電子のモル数、F はファラデー定数、Q は反応商です。
異なる単位でのガス定数値
2019 年には、いくつかの SI 基本単位の再定義にガス定数が含まれました。気体定数は正確に 8.31446261815324 J・K・mol として定義されます。ただし、目的の単位に応じて、さまざまなガス定数値が存在します。
| R の値 | ユニット |
| 8.31446261815324 | J⋅K⋅mol |
| 8.31446261815324 | m·Pa·K·mol |
| 8.31446261815324 | kg·m·K·mol |
| 8.31446261815324 | L･Pa･K･mol |
| 8.31446261815324 | L·bar·K·mol |
| 0.082057366080960 | L·atm·K·mol |
| 0.730240507295273 | atm⋅ft⋅lb⋅mol°R |
| 10.731557089016 | psi⋅ft⋅⋅lb⋅mol°R |
| 0.082057366080960 | L·atm·K·mol |
R がガス定数記号である理由
フランスの化学者 Henri Victor Regnault に敬意を表して、気体定数の記号が R であると仮定するのは簡単です。結局、Regnault は定数を決定するために使用される実験を行いました。ただし、シンボルの起源は不明です。
比気体定数
特定のガス定数または個々のガス定数も記号Rで表されますが、特定のガスとその分子量によって異なります。この定数は温度に依存しません。工学では、R は特定の気体定数ですが、Ru は普遍気体定数です。
R =Ru /Mガス
表は、一般的なガスの値を示しています。特定の気体定数の SI 単位は J/kg K です。
参考文献
- ジェンセン、ウィリアム B. (2003 年 7 月)。 「普遍気体定数 R 」。 J.化学。教育 . 80 (7):731. doi:10.1021/ed080p731
- モラン、M; Shapiro、H. N.、他。 （2014）。 エンジニアリング熱力学の基礎 （第8版）。ワイリー。 ISBN 978-1118412930
