気体定数
気体定数(きたいていすう、英: gas constant[1])は、熱力学の定数で、大文字の R で表される[2]。なお、R の由来については諸説あり明確ではないが、ラテン語の「定数」を意味する"Ratio"に由来する説が有力である[3]。
定圧モル比熱と定積モル比熱では前者のほうが大きく、その差は R に等しい。(→マイヤーの法則)
気体定数の測定法としては、低圧の領域で状態方程式から計算する方法もあるが、低圧で音速測定を行い、そこから求めるほうが正確に得られる[2]。
導出
1モルの理想気体において、ボイル=シャルルの法則より
- (P:圧力、V:体積、T:絶対温度)
は一定に保たれる。この定数を気体定数という。従って、アボガドロの法則より、定圧定温下では体積は物質量に比例するから、n モルの場合
となる。よって、理想気体の状態方程式
が成り立つ。なお、気体定数は、ボルツマン定数 k のアボガドロ定数 NA 倍に等しい。
定数値
SI単位に基づく気体定数の科学技術データ委員会(CODATA)推奨値がアメリカ国立標準技術研究所(NIST)により公表されている[4]。
非SI単位による数値は以下の通り[2]。
- 8.31447×103 Pa L K -1 mol-1
- 8.31447×10-2 L bar K -1 mol-1
- 8.20574×10-2 L atm K -1 mol-1
- 6.23637×10 L Torr K -1 mol-1
- 1.98721 cal K -1 mol-1
脚注
- ^ 文部省、日本物理学会編『学術用語集 物理学編』培風館、1990年。ISBN 4-563-02195-4 。
- ^ a b c P. W. Atkins 著、千原秀昭・中村亘男 訳『アトキンス物理化学 上』(第6版)東京化学同人、2001年、20頁。ISBN 4-8079-0529-5。
- ^ 気体定数Rの由来について
- ^ molar gas constant
関連項目