Splošna plinska konstanta

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

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 = 8,314\,4621(75)~\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{K} \cdot \mathrm{mol}} \!\, . [1]

Številki v okroglih oklepajih pomenita merilno negotovost (standardno deviacijo) na zadnjih dveh mestih vrednosti. Relativna merilna negotovost je 9,1 · 10−7. 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.[2][3]

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_{\rm B} = \frac{R}{N_{\rm A}} \!\, ,

tako da ima splošna plinska enačba obliko:

 pV = N k_{\rm B} T \!\,

kjer je N = n N_{\rm 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}, \bar{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_{\rm 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 \ \hbox{m}^{3} \!\, .

Merjenje[uredi | uredi kodo]

Do leta 2006 so najbolj točno izmerili R\, s hitrostjo zvoka c_{\rm 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_{\rm a} (0, T)\, . Vrednost R\, se na ta način dobi iz zveze:

 c_{\rm a}^{2} (0, T) = \frac{\gamma_{0} R T}{A_{\rm r}(\mathrm{Ar}) M_{\rm u}} \!\, ,

kjer je:

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Sklici[uredi | uredi kodo]

Viri[uredi | uredi kodo]