Рівняння Клапейрона-Менделєєва. Одиниці виміру універсальної газової сталої. Приклад завдання

Постійна R у фізиці

Вище ми побачили, що це деякий коефіцієнт пропорційності між тиском, об’ємом, температурою і кількістю речовини. Одиницею виміру універсальної газової сталої в системі СІ є Дж/(моль*К). Її значення з точністю до трьох знаків після коми одно 8,314. Це число означає, що один моль ідеального газу, будучи нагрітим на 1 кельвін, в процесі свого розширення зробить роботу 8,314 джоуля.

Постійну R можна також інтерпретувати дещо інакше: якщо витратити на нагрів одного моль газу енергію в 8,314 джоуля, то його температура зросте на 1 кельвін. Іншими словами, R характеризує зв’язок між енергією і температурою для фіксованої кількості речовини.

Зауважимо, що величина R у фізиці не є базовою (фундаментальної) константою такий, як швидкість світла або постійна Планка. Тому з допомогою вибору відповідної температурної шкали і кількості частинок в системі можна домогтися того, що R буде дорівнює 1.

Вперше постійну R ввів у фізику Д. І. Менделєєв, замінивши нею в універсальному рівнянні стану Клапейрона ряд інших констант. Зазначимо, що хоча величина R введена для газів, у сучасній фізиці вона використовується також в рівняннях Дюлонга і Пті, Клаузиуса-Mossotti, Нернста та в деяких інших.