קבוע הגזים

ערכים של R ביחידות שונות
${\displaystyle 8.314472{\frac {J}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 0.0820574587{\frac {L\cdot atm}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 8.20574587\cdot 10^{-5}{\frac {m^{3}atm}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 1.987{\frac {cal}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 8.314472{\frac {cm^{3}MPa}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 8.314472{\frac {L\cdot kPa}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 8.314472{\frac {m^{3}Pa}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 62.3637{\frac {L\cdot mmHg}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 62.3637{\frac {L\cdot Torr}{K\cdot mol}}}$
${\displaystyle 83.14472{\frac {L\cdot mbar}{K\cdot mol}}}$

קבוע הגזים הוא קבוע פיזיקלי המסומל לרוב באות R. גודלו נקבע אמפירית על ידי מדידות. ערכו של R ביחידות MKS הוא ${\displaystyle 8.314472{\frac {J}{K\cdot mol}}}$.

משוואת הגז האידיאלי

קבוע הגזים מופיע במשוואת המצב הפשוטה של גז אידיאלי, המשוואה מתארת יחס ישר הקיים בין לחץ הגז לבין הטמפרטורה שלו, ויחס הפוך בין הלחץ לנפח. הקבוע ${\displaystyle R}$ הוא מקדם היחס במשוואה זו.

משוואת המצב הפשוטה של גז אידיאלי נראית כך:

${\displaystyle \ PV=nRT}$

כאשר ${\displaystyle \ P}$הוא הלחץ, ${\displaystyle \ T}$ הטמפרטורה בסולם קלווין, ${\displaystyle \ V}$הנפח, ו-${\displaystyle \ n}$מספר המולים של הגז.

מהמשוואה מתחייב כי שיהיו ל־R יחידות של אנרגיה למול למעלה.

היחס לקבועים פיזיקליים אחרים

קבוע בולצמן k_B הוא היחס בין קבוע הגזים R לבין מספר אבוגדרו, כלומר

${\displaystyle k_{B}={\frac {R}{N_{A}}}}$

הוא המקבילה של R בסקאלה אטומית. לדוגמה, אם האנרגיה הקינטית של מול גז הוא ${\displaystyle \ {\frac {3}{2}}RT}$ אז האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולה בודדת בגז תהיה ${\displaystyle \ {\frac {3}{2}}k_{B}T}$

בעזרת משוואה זו נוכל לרשום את המשוואה:

${\displaystyle \qquad PV=Nk_{B}T}$

כש ${\displaystyle \ N}$ הוא המספר המדויק של המולקולות.

קישורים חיצוניים

• קבוע הגזים, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)