Газовая постоянная в расчетах
Газовая постоянная — это коэффициент, который связывает давление, объем, количество вещества и абсолютную температуру идеального газа. В расчетах она позволяет применять уравнение состояния идеального газа в единицах СИ.
Формула и применение
В уравнении состояния идеального газа газовая постоянная кіреді в формулу
Отсюда можно найти любую из величин: \(p=\frac{nRT}{V}\), \(V=\frac{nRT}{p}\), \(T=\frac{pV}{nR}\) немесе \(n=\frac{pV}{RT}\). Перед подстановкой проверьте единицы: давление должно быть в паскалях, объем — в кубических метрах, температура — в кельвинах, а количество вещества — в молях. Температуру переводят так: \(T=t+273\), где \(t\) выражена в градусах Цельсия.
Газ количеством вещества \(n=2\,\text{моль}\) находится при температуре \(T=300\,\text{К}\) и занимает объем \(V=0{,}050\,\text{м³}\). Его давление: \(p=\frac{nRT}{V}=\frac{2\cdot8{,}31\cdot300}{0{,}050}\approx 9{,}97\cdot10^4\,\text{Па}\).
\(R\) — универсальная газовая постоянная, одинаковая для всех газов. Удельная газовая постоянная зависит от конкретного вещества и связана с \(R\) через молярную массу: \(R_\text{уд}=\frac{R}{M}\). Также нельзя подставлять температуру в градусах Цельсия: в формулах молекулярной физики нужна шкала Кельвина.
Как изменится давление идеального газа, если при неизменных \(n\) и \(V\) абсолютную температуру увеличить в 2 раза?
Главное
- Газовая постоянная \(R\approx8{,}31\,\text{Дж/(моль·К)}\) — универсальный коэффициент для всех идеальных газов.
- Основная формула: \(pV=nRT\). Используйте единицы СИ и абсолютную температуру в кельвинах.
- Не путайте \(R\) с удельной газовой постоянной, которая зависит от вещества.