Кіріспе

Физикалық тұрақты, Болтман тұрақтысына тең, бірақ басқа бірліктерде. R SI бірліктері: 8.31446261815324 Дж⋅К−1⋅моль−1, 8.31446261815324 м3⋅Па⋅К−1⋅моль−1, 8.31446261815324 кг⋅м2⋅с−2⋅К−1⋅моль−1. Басқа жиі қолданылатын бірліктер: 8314.46261815324 л⋅Па⋅К−1⋅моль−1, 8.31446261815324 л⋅кПа⋅К−1⋅моль−1, 0.0831446261815324 л⋅бар⋅К−1⋅моль−1, 8.31446261815324 эрг⋅К−1⋅моль−1, 0.730240507295273 атм⋅фут3⋅фунт⋅моль−1⋅°R−1, 10.731577089016 фунт/дюйм2⋅фут3⋅фунт⋅моль−1⋅°R−1, 1.985875279009 БТЕ⋅фунт⋅моль−1⋅°R−1, 297.031214 дюймH2O⋅фут3⋅фунт⋅моль−1⋅°R−1, 554.984319180 торр⋅фут3⋅фунт⋅моль−1⋅°R−1, 0.082057366080960 л⋅атм⋅К−1⋅моль−1, 62.363598221529 л⋅торр⋅К−1⋅моль−1, 1.98720425864083 кал⋅К−1⋅моль−1, 8.20573660809596 м3⋅атм⋅К−1⋅моль−1.

Молярлық газ тұрақтысы (сонымен қатар газ тұрақтысы, әмбебап газ тұрақтысы немесе идеалдық газ тұрақтысы деп белгілі) R немесе I символымен белгіленеді. Бұл энергияның температура өскен сайын зат мөлшеріне шаққандағы өзгерісін көрсететін, Болтман тұрақтысының молярлық эквиваленті. Бұл тұрақты сонымен қатар Бойль заңы, Шарль заңы, Авогадро заңы және Гей-Люссак заңы тұрақтыларының комбинациясы болып табылады. Бұл физикалық ғылымдардағы, мысалы, идеалдық газ заңы, Аррениус теңдеуі және Нернст теңдеуі сияқты көптеген негізгі теңдеулерде кездесетін физикалық тұрақты. Газ тұрақтысы – физикадағы энергия шкаласын температура шкаласына және зат мөлшері шкаласына байланыстыратын пропорционалдық тұрақты. Осылайша, газ тұрақтысының мәні энергия, температура және зат мөлшері бірліктерін белгілеудегі тарихи шешімдер мен жағдайларға байланысты туындайды. Болтман тұрақтысы мен Авогадро тұрақтысы да осылай анықталды, олар энергияны температураға және бөлшектер санын зат мөлшеріне жеке байланыстырады. Газ тұрақтысы R Авогадро тұрақтысы NA-ны Болтман тұрақтысы k (немесе kB) көбейтілгенімен анықталады:

2019 жылы SI негізгі бірліктерінің жаңа анықтамасынан кейін, NA және k екеуі де SI бірліктерінде берілгенде нақты сандық мәндермен анықталады. Осының салдарынан, молярлық газ тұрақтысының SI мәні дәл 8.31446261815324-ке тең. Кейбіреулер R символын француз химигі Анри Виктор Регноның құрметіне Регно тұрақтысы деп атау ұсынылған, өйткені оның дәл эксперименттік деректері тұрақтының бастапқы мәнін есептеу үшін қолданылды. Алайда, R әрпінің тұрақтыны білдіру тарихы белгісіз. Газдың әмбебап тұрақтысын алғаш Клаузиус шәкірті А. Ф. Хорстман (1873) және Дмитрий Менделеев 1874 жылдың 12 қыркүйегінде дербес түрде енгізген. Менделеев газдардың қасиеттерін кең ауқымды өлшеулер арқылы оны қазіргі мәнінен 0,3% ғана ауытқумен жоғары дәлдікпен есептеген. Газ тұрақтысы идеалдық газ заңында қолданылады:
мұнда P – абсолюттік қысым, V – газ көлемі, n – зат мөлшері, m – масса, ал T – термодинамикалық температура. Rспецифический – массалық газ тұрақтысы. Газ тұрақтысы молярлық энтропия және молярлық жылу сияқты бірліктермен өрнектеледі.

АҚШ стандартты атмосферасы

АҚШ стандартты атмосферасы, 1976 (USSA1976) газ тұрақтысын R∗ мысықтай анықтайды:

R∗ = 8.31432 = 8.31432. Киломольдердің қолданылуын ескеріңіз, осының нәтижесінде тұрақтының мәніне 1000 көбейтілді. USSA1976 бұл мәннің Авогадро тұрақтысы мен Больцман тұрақтысының көрсетілген мәндерімен сәйкес келмейтінін мойындайды. Бұл қарама-қайшылық айтарлықтай қателік емес, және USSA1976 стандартты атмосфераның барлық есептеулері үшін осы R∗ мәнін пайдаланады. ISO R мәнін қолданғанда, есептелген қысым 11 километрде 0,62 паскальға ғана (бұл шамамен 17,4 сантиметр немесе 6,8 дюйм айырмашылыққа тең) және 20 километрде 0,292 Па-ға (бұл шамамен 33,8 сантиметр немесе 13,2 дюйм айырмашылыққа тең) артады. Сондай-ақ, бұл 2019 жылғы SI жүйесінің жаңа анықтамасынан бұрын болды, оның арқасында тұрақтыға нақты мән берілді.