ثابت الغازات العام

قيم R	الوحدات
8.314472	J·K−1·mol−1
0.08205784	L·atm·K−1·mol−1
8.20574587 × 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
6.132440	lbf·ft·K−1·g·mol−1
10.7316	ft3·psi· °R−1·lb-mol−1
0.7302	ft3·atm·°R−1·lb-mol−1
1716	ft·lb·°R−1·slug−1
286.9	N·m·kg−1·K−1

ثابت الغازات العام في الفيزياء والكيمياء (بالإنجليزية: universal gas constant) (رمزه R) هو ثابت فيزيائي يستخدم في دراسة خواص الغازات ، ويدخل في عدد كبير من القوانين الفيزيائية المتعلقة بحالة نظام من الغاز من حيث تأثير تغير حالته عن طريق رفع درجة الحرارة أو الضغط أو إنتروبية النظام. كما يستخدم ثابت الغازات العام في قانون الغازات المثالية ؛ قيمته هي:

R = 8.314472(15) J · K^-1 · mol^-1

$pV = nRT\,\!$

معناه

ثابت الغازات العام وأحيانا يسمى ثابت الغازات المولي هو حاصل ضرب عدد أفوجادرو (N_A) في ثابت بولتزمان k_B).

$R=N_\mathrm{A}\cdot k_\mathrm{B}$

قيمة ثابت الغازات العام طبقا ل لجنة بيانات العلوم والتكنولوجيا " كوداتا 16 مايو 2011 " :

$R = 8{,}314\;4721\;(75) \;\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol\,K}}$

أي يبلغ الانحراف المعياري والذي يمثل مقدار الخطأ المحتمل في قيمته 0,000 0075 جول مول ⁻¹ كلفن⁻¹).

وقد قام العلماء بتعيين ثابت الغازات العام بالطرق المعملية كالثابت في معادلة الغاز المثالي :

$p\;V=n\;R\;T$

وهو يربط بين دوال الحالة لغاز وبين درجة الحرارة T وكمية المادة n والضغط p والحجم V , كما يستخدم في عدد كبير من التطبيقات والمعادلات المتعلقة بخواص الغازات.

وربما يعتقد البعض أن ضغط الغاز يعتمد على كتلة الجزيئ في الغاز ، ولكن هذا ليس صحيحا بالنسبة لأي غاز مثالي. وحقيقة أن ثابت الغازات المولي ثابت لا يتغير بنوع الغاز المثالي ترجع إلى قانون أفوجادرو الذي صاغه أميديو أفوجادرو عام 1811.

ثابت الغازات النوعي

عندما نقسم ثابت الغازات العام على الكتلة المولية نصل على ما يسمى "ثابت الغازات النوعي " وهو كما نرى يعتمد على نوع الغاز الحقيقي ، ويرمز له ب : R_s, R_spec)

$R_\mathrm{s}=\frac{R}{M}$

ونظرا لأن الكتلة المولية هي المنتشرة لوصف غاز فإنه من الأحسن عدم استخدام ثابت الغازات النوعي واستبداله بثابت الغازات العام مع استخدام الكتلة المولية للغاز.

تطبيق على الهواء

تبلغ الكتلة المولية M_air للهواء الجاف 28,9644  (جرام/مول) ، [وبالكيلوجرام تعادل = 0,0289644  كيلوجرام/مول ].

بذلك يمكننا حساب ثابت الغازات النوعي للهواء R_{s, air} للكيلوجرام :

$R_\mathrm{s,air} =287{,}058\;\mathrm{\frac{J}{kg \cdot K}}$

ووحدته هنا جول/(كيلوجرام. كلفن).

انظر أيضا

• قانون الغازات المثالية
• قانون بويل
• قانون شارل
• معادلة فان دير فالس
• ثابت بولتزمان
• ديناميكا حرارية
• دالة الحالة
• عمل (ترموديناميك)
• ميكانيك لاغرانج
• معادلة هاميلتون
• ستة درجات حرية
• طاقة حرارية
• تغير حالة