氣體常數

氣體常數（又稱理想氣體常數、普適氣體常數，符號為${\displaystyle R}$）是一個在物態方程式中聯係各個熱力學函數的物理常數。

R的值	單位
8.31446261815324	J·K−1·mol−1常用
0.082057338(47)	L·atm·K−1·mol−1 常用
8.2057338(47)×10-5	m³·atm·K−1·mol−1
8.3144598(48)	cm3·MPa·K−1·mol−1
8.3144598(48)	L·kPa·K−1·mol−1
8.3144598(48)	m3·Pa·K−1·mol−1
62.363585(36) (約=62.4)	L·mmHg·K−1·mol−1 常用
62.363577(36)	L·Torr·K−1·mol−1
83.144598	L·mbar·K−1·mol−1
1.9872036(11)	cal·K−1·mol−1

使用的方程式

理想氣體常數出現於最簡單的物態方程式，理想氣體定律，如下：

${\displaystyle p={RT \over {\tilde {V}}}}$

其中：

• ${\displaystyle p}$為一理想氣體的壓力
• ${\displaystyle T}$為其溫度
• ${\displaystyle {\tilde {V}}}$為其摩爾體積

此式亦能被寫成：

${\displaystyle \qquad pV=nRT}$

其中：

• ${\displaystyle V}$為氣體佔有的體積
• ${\displaystyle n}$為氣體的物質的量

${\displaystyle R}$同時也出現在能斯特方程式及勞侖茲-勞侖次方程式中。

在國際單位制基本單位的重新定義後，其值為一精準數字：

${\displaystyle R=8.31446261815324}$ J/(K·mol)。^[1]

波茲曼常數

主條目：波茲曼常量

波茲曼常數${\displaystyle K_{B}}$（多記為${\displaystyle K}$）可以被用作其他形式的理想氣體常數，在純用粒子而不用摩爾計算時適用；其因數僅為阿佛加德羅數，寫成：

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

可以將理想氣體定律寫成直接用波茲曼常數表示的形式：

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

其中${\displaystyle N=nN_{A}}$是實際的粒子數。

個別氣體常數

一種或多種氣體混合物的個別氣體常數（${\displaystyle {\bar {R}}}$）可從通用氣體常數求出，只需除以氣體或混合物的摩爾質量（${\displaystyle M}$）。

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

只用符號R去代表個別氣體常數也是相當普遍的。在這種情況下看${\displaystyle R}$的內容與單位應該可以弄清它是哪種氣體常數。例如在音速的方程式中，通常是用個別氣體常數表示的。

空氣的個別氣體常數為：

${\displaystyle R_{\mathrm {dry\,air} }=287.05{\frac {\mbox{J}}{{\mbox{kg}}\cdot {\mbox{K}}}}}$

美國標準大氣層模型

美國標準大氣層模型（英語：U.S. Standard Atmosphere）1976 (USSA1976)將通用氣體常數（${\displaystyle R}$）定為：^[2][3]

${\displaystyle R=8.31432\times 10^{3}{\frac {\mathrm {N\cdot m} }{\mathrm {kmol\cdot K} }}}$

但是USSA1976亦指出這個值不符合阿佛加德羅常數及波茲曼常數的引用值。^[3]但是，USSA1976仍然使用這個R值去計算標準大氣壓。這個差在準確度上並不重要。當使用ISO的R值時，計算出的氣壓於11,000米時只多出了0.62帕斯卡（即相等於只是0.172米的差）及20,000米時多了0.292帕斯卡（即相等於只是0.338米的差）。

另見

• 波茲曼常數

外部連結

1. 2014 CODATA recommended value of R. [2007-06-16]. （原始內容存檔於2019-05-14）.
2. Standard Atmospheres. [2007-01-07]. （原始內容存檔於2006-12-31）.
3. U.S. Standard Atmosphere （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 1976, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1976 (Linked file is 17 MiB).