Газовые постоянные: Универсальная газовая постоянная Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к: навигация, поиск Универса́льная га́зовая постоя́нная (также — постоянная Менделеева)— термин, впервые введённый в употребление Д. Менделеевым в 1874 г. Численно равна работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К. Содержание 1 Общая информация 2 Связь между газовыми константами 3 Примечания 4 См. также Общая информация В 1874 году[1][2] Д. Менделеев вычислил значение константы в уравнении МенделееваКлапейрона (уравнении состояния идеального газа) для одного моля газа, используя закон Авогадро, согласно которому 1 моль различных газов при одинаковом давлении и температуре занимает одинаковый объём ( ). В некоторых научных кругах эту постоянную принято называть постоянной Менделеева. Обозначается латинской буквой . Входит в уравнение состояния идеального газа . В Международной системе единиц (СИ) универсальная газовая постоянная равна[3] Дж ⁄(моль∙К). В системе СГС универсальная газовая постоянная равна Удельная газовая постоянная (R/M) для сухого воздуха: Эрг Дж ⁄(моль∙К). ⁄(кг∙К) Связь между газовыми константами Универсальная газовая постоянная выражается через произведение постоянной Больцмана на число Авогадро, . Универсальная газовая постоянная более удобна при расчетах, когда число частиц задано в молях. Постоянная Больцмана Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к: навигация, поиск Не следует путать с постоянной Стефана — Больцмана. Значение постоянной Размерность 1,380 6488(13)·10−23 Дж·К−1[1] 1,380 6488(13)·10−16 эрг·К−1 8,617 3324(78)·10−5 эВ·К−1[1] Постоя́нная Бо́льцмана ( или ) — физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией. Названа в честь австрийского физика Людвига Больцмана, сделавшего большой вклад в статистическую физику, в которой эта постоянная играет ключевую роль. Её экспериментальное значение в Международной системе единиц (СИ) равно: Дж/К[1]. Числа в круглых скобках указывают стандартную погрешность в последних цифрах значения величины. Постоянная Больцмана может быть получена из определения абсолютной температуры и других физических постоянных. Однако вычисление постоянной Больцмана с помощью основных принципов слишком сложно и невыполнимо при современном уровне знаний.[источник не указан 596 дней] В естественной системе единиц Планка естественная единица температуры задаётся так, что постоянная Больцмана равна единице. Универсальная газовая постоянная определяется как произведение постоянной Больцмана на число Авогадро, . Газовая постоянная более удобна, когда число частиц задано в молях. Содержание 1 Связь между температурой и энергией 2 Определение энтропии 3 Предполагаемая фиксация значения 4 См. также 5 Примечания Связь между температурой и энергией В однородном идеальном газе, находящемся при абсолютной температуре , энергия, приходящаяся на каждую поступательную степень свободы, равна, как следует из распределения Максвелла, . При комнатной температуре (300 К) эта энергия составляет Дж, или 0,013 эВ. В одноатомном идеальном газе каждый атом обладает тремя степенями свободы, соответствующими трём пространственным осям, что означает, что на каждый атом приходится энергия в . Зная тепловую энергию, можно вычислить среднеквадратичную скорость атомов, которая обратно пропорциональна квадратному корню атомной массы. Среднеквадратичная скорость при комнатной температуре изменяется от 1370 м/с для гелия до 240 м/с для ксенона. В случае молекулярного газа ситуация усложняется, например, двухатомный газ имеет пять степеней свободы (при низких температурах, когда не возбуждены колебания атомов в молекуле). Определение энтропии Энтропия термодинамической системы определяется как натуральный логарифм от числа различных микросостояний , соответствующих данному макроскопическому состоянию (например, состоянию с заданной полной энергией). Коэффициент пропорциональности и есть постоянная Больцмана. Это выражение, определяющее связь между микроскопическими ( ) и макроскопическими состояниями ( ), выражает центральную идею статистической механики. Предполагаемая фиксация значения XXIV Генеральная конференция по мерам и весам, состоявшаяся 17—21 октября 2011 года, приняла резолюцию[2], в которой, в частности, предложено будущую ревизию Международной системы единиц произвести так, чтобы зафиксировать значение постоянной Больцмана, после чего она будет считаться определённой точно. В результате будет выполняться точное равенство k=1,380 6X·10−23 Дж/К[3]. Такая предполагаемая фиксация связана со стремлением переопределить единицу термодинамической температуры кельвин, связав его величину со значением постоянной Больцмана. ****************************** Число Авогадро Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к: навигация, поиск Число́ Авога́дро, конста́нта Авогадро, постоянная Авогадро — физическая величина, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моле вещества. Определяется как количество атомов в 12 граммах (точно) чистого изотопа углерода-12. Обозначается обычно как NA, реже как L [1]. Значение числа Авогадро, рекомендованное CODATA в 2010 году [2]: NA = 6,022 141 29(27)·1023 моль−1. В начале 2011 года опубликованы[3] (но официально пока не приняты) ещё более точные измерения числа Авогадро: NA = 6,022 140 78(18)·1023 моль−1. Моль — количество вещества, которое содержит NA структурных элементов (то есть столько же, сколько атомов содержится в 12 г 12С), причём структурными элементами обычно являются атомы, молекулы, ионы и др. Масса 1 моля вещества (молярная масса), выраженная в граммах, численно равна его молекулярной массе, выраженной в атомных единицах массы. Например: 1 моль натрия имеет массу 22,9898 г и содержит примерно 6,02·1023 атомов 1 моль фторида кальция CaF2 имеет массу (40,08 + 2×18,998) = 78,076 г и содержит 6,02·1023 молекул 1 моль тетрахлорида углерода CCl4, масса которого равна (12,011 + 4×35,453) = 153,823 г и т. п. В конце 2011 года на XXIV Генеральной конференции по мерам и весам единогласно принято предложение[4] определить моль в будущей версии Международной системы единиц (СИ) таким образом, чтобы избежать его привязки к массе; при этом число Авогадро будет определено как точная целая константа, близкая к последнему значению, рекомендованному CODATA.