Plinska konstanta

Plinska konstanta ili univerzalna plinska konstanta je fizikalna konstanta koja je vezana za jednadžbu stanja idealnog plina. Ona ima jednaku vrijednost kao Boltzmannova konstanta samo što je izražena u jedinicama za energiju. Njena je vrijednost:

${\displaystyle R=8,31446261815324~{\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {mol~K} }}}$

Jednadžba stanja idealnog plina glasi:

${\displaystyle pV=nRT\,\!}$

gdje je p – apsolutni tlak plina (Pa), V – obujam plina (m³), n – broj molova u plinu i T - apsolutna temperatura (K). Plinska konstanta ima iste jedinice kao molarna entropija.

Odnos s Boltzmannovom konstantom

Boltzmannova konstanta k_B se ponekad može koristiti umjesto plinske konstante:

${\displaystyle \qquad R=N_{\rm {A}}k_{\rm {B}},\,}$

gdje je N_A – Avogadrov broj. Onda jednadžba stanja idealnog plina s Boltzmannovom konstantom glasi:

${\displaystyle pV=Nk_{\rm {B}}T.\,\!}$

Specifična plinska konstanta

Rspecific za suhi zrak	Jedinice
286,9	J kg−1 K−1
53,3533	ft lbf lb−1 °R−1
1716,59	ft lbf slug−1 °R−1
Zasniva se na srednjoj molarnoj masi suhog zraka koja je 28,9645 g/mol.

Specifična plinska konstanta plina ili smjese plinova (R_specific) je data s plinskom konstantom, ako se dijeli s molarnom masom (M) plina ili smjese:

${\displaystyle R_{\rm {specific}}={\frac {R}{M}}}$

Specifična plinska konstanta može biti vezana s Boltzmannovom konstantom k_B:

${\displaystyle R_{\rm {specific}}={\frac {k_{\rm {B}}}{m}}}$

Jedan važan odnos izlazi iz termodinamike, koji veže specifičnu plinsku konstantu sa specifičnim toplinskim kapacitetom pri stalnom tlaku (p) i pri stalnom obujmu (V):

${\displaystyle R_{\rm {specific}}=c_{\rm {p}}-c_{\rm {v}}\ }$

gdje je: c_p - specifični toplinski kapacitet pri stalnom tlaku i c_v - specifični toplinski kapacitet pri stalnom obujmu.^[1][2]

Izvori

1. Anderson, Hypersonic and High-Temperature Gas Dynamics, AIAA Education Series, 2nd Ed, 2006.
2. Moran and Shapiro: Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Wiley, 4th Ed, 2000.