Costante dei gas

Costante dei gas
Simbolo	R
Valore	8,314462618... J / mol K
Campo	numeri razionali

La costante dei gas (o costante universale dei gas), simboleggiata dalla lettera R è una costante che mette in relazione la pressione p, la temperatura T (espressa in kelvin), il volume V e la quantità di sostanza n, secondo l'equazione:

pV=nRT

nota come equazione di stato dei gas perfetti in quanto riferita a un ipotetico gas ideale, composto da sole particelle puntiformi prive di interazioni attrattive o repulsive tra loro. R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande in seguito all'aumento di temperatura pari a 1 kelvin alla pressione P costante di 1 atmosfera.

Valore della costante dei gas^[1]	Unità di misura
8,314462618...	J K⁻¹ mol⁻¹
0,082057338(47)	L atm K⁻¹ mol⁻¹
8,2057338(47) × 10⁻⁵	m³ atm K⁻¹ mol⁻¹
8,314462618...	cm³ MPa K⁻¹ mol⁻¹
8,314462618...	L kPa K⁻¹ mol⁻¹
8,314462618...	m³ Pa K⁻¹ mol⁻¹
8314,462618...	m³ Pa K⁻¹ kmol⁻¹
62.363577(36)	L mmHg K⁻¹ mol⁻¹
62.363577(36)	L Torr K⁻¹ mol⁻¹
83,14462618...	L mbar K⁻¹ mol⁻¹
1,9872036(11)	cal K⁻¹ mol⁻¹
6,132440	lbf ft K⁻¹ g mol⁻¹
10,7316	ft³ psi °R⁻¹ lb-mol⁻¹
8,617 × 10⁻⁵	eV K⁻¹ atom⁻¹
0,7302	ft³ atm °R⁻¹ lb-mol⁻¹

Il suo valore è definito a partire dal 2019 dalla costante di Avogadro^[2] e la costante di Boltzmann^[3]:

R=N_{\mathrm {A} }\,k_{\mathrm {B} }=8{,}314\,462\,618\,153\,24~{\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {mol~K} }}\ (\mathrm {esatto} )

L'unità di misura è il J / (mol × K), analogamente al calore molare.^[4]

Dall'equazione di stato, mantenendo costanti la temperatura, la pressione o il volume si ottengono le equazioni empiriche sviluppate da Boyle, Charles e Gay-Lussac (rispettivamente per le trasformazioni isoterme, isobare e isocore).

Costante dei gas specificaModifica

La costante dei gas specifica sia per un gas sia per una miscela di gas ( ${\bar {R}}$ ) è data dalla costante universale dei gas divisa per la massa molare del gas o della miscela di gas.

{\bar {R}}={\frac {R}{M}}

e l'equazione di stato dei gas perfetti si riscrive nella forma:

{\frac {p}{\rho }}={\bar {R}}T

Dove con ρ si è indicata la densità. È comune rappresentare la costante dei gas specifica con il simbolo R. In questi casi il contesto o le unità di misura di R dovrebbero chiarire a quale delle sue costanti si faccia riferimento. Per esempio l'equazione della velocità del suono in un gas è usualmente scritta in termini della costante specifica.

La costante specifica per l'aria secca è: