Универсална газова константа
The универсален, идеален, кътник или обща газова константа (Символ: R, Rm или R n) е продукт на константата на Авогадро (нА) и константата на Болцман (кБ). Продуктът има стойността 8,314472 J mol -1 K -1 с приблизително стандартно отклонение 0,000015 J mol -1 K -1 (източник: CODATA [1]):
| Аргон, ар | 208 | 39,94 |
| Въглероден диоксид, CO2 | 188.9 | 44.01 |
| Въглероден оксид, CO | 297 | 28.01 |
| Хелий, той | 2077 | 4.003 |
| Водород, Н2 | 4124 | 2.016 |
| Метан, СН4 | 518.3 | 16.05 |
| Азот, N2 | 296.8 | 28.02 |
| Кислород, O2 | 259.8 | 31 999 |
| Пропан, C3H8 | 189 | 44.09 |
| Серен диоксид, SO2 | 130 | 64.07 |
| въздух | 287 | 28,97 |
| Водни пари, H2O | 462 | 18.01 |
Допълнителни препоръчителни познания
Не позволявайте статичното електричество да повлияе на точността ви на претегляне.
Каква е чувствителността на моята скала?
Какъв е правилният начин за проверка на повторяемостта на везни?
Общата газова константа се определя емпирично като константа на пропорционалност на общото уравнение на газа и служи тук за свързване на променливите на състоянието температура, количество вещество, налягане и обем, но се използва и в много други приложения и формули. Тук обаче далеч не е очевидно, че моларната газова константа има еднаква стойност за всички идеални газове и че следователно има универсален или. общ Газова константа там. Може да се предположи, че налягането на газа зависи от молекулната маса на газа, но това не важи за идеалните газове. Констатацията, че моларната газова константа е идентична за различните идеални газове, следва от закона на Авогадро, който за първи път е постулиран от Амадео Авогадро през 1811 г.
Универсалната газова константа, разделена на моларната маса на определен газ, дава специфични или индивидуална газова константа (Символи на формула: Rs, Rspez)
Моларната маса М.L за сух въздух е 28,9644 g/mol = 0,0289644 kg/mol. Това води до специфичната газова константа R.s, въздух от въздух
Тъй като моларната маса обикновено е най-често срещаният параметър на даден газ, трябва да се избягва използването на специфичната газова константа и вместо това да се използва универсалната газова константа заедно с моларната маса.
Експеримент за намиране на приближение на газовата константа
Инструменти
Необходимо оборудване
- 1 измервателен цилиндър 200 мл
- 1 стойка + скоба за измервателния цилиндър
- 1 аквариум или голям стъклен съд, пълен с вода (при стайна температура)
- 1 запалка
- 1 сешоар или друг вариант за сушене, който е възможно най-добър
Необходими измервателни уреди
- Стаен термометър
- барометър
- Аналитична везна
Експериментална настройка
Регламент за работа
- Масата на запалката се измерва възможно най-точно, в идеалния случай до 10 mg или по-точно, а стойността се отбелязва като маса 1.
- Изпълвате изцяло измервателния цилиндър с вода от аквариума, държите го затворен отгоре и го потапяте с главата надолу в аквариума. След това цилиндърът се фиксира със статив.
- Потапяте запалката в аквариума и оставяте бутана да тече от запалката в измервателния цилиндър отдолу. Важно е да се гарантира, че всички газови мехурчета действително се издигат в цилиндъра.
- След като бутилката се напълни до приблизително 130-150 ml, извадете запалката и я подсушете старателно със сешоар. ВНИМАНИЕ! Запалката не трябва да се нагрява твърде много (риск от пукане). След това отново определете масата на запалката и отбележете стойността като маса 2.
- Измервателният цилиндър се разхлабва и след това се повдига или спуска върху пръта на стойката, докато нивото на водата в цилиндъра и отвън е едно и също. Това гарантира, че налягането вътре в измервателния цилиндър е същото като външното налягане на въздуха.
Накрая се определят следните стойности: стайна температура (стаен термометър), въздушно налягане (барометър), точен обем в измервателния цилиндър (ако не е известен, напълнете толкова вода, докато цилиндърът се напълни; обемът на добавената вода съответства на обема на цилиндъра), намаляване на масата на запалката (Маса 1 минус маса 2), налягане на наситените пари на водата (с помощта на определената стайна температура, за да се намери в таблицата на изделието там).
Предполагаме, че газът в запалката е чист бутан (C4H10). Разделяме намалението на масата в запалката на моларната маса на бутан (58 g/mol). Получената стойност е количеството бутан на мол.
За да се изчисли реалното налягане, упражнявано от бутана в измервателния цилиндър, се изважда налягането на наситените пари на вода при стайна температура от външното въздушно налягане.
Всички стойности вече са определени експериментално, за да може да се изчисли газовата константа, както следва:
Ако сега вмъкнете всички определени стойности (температурата в Келвин, налягането в Паскал, обема в кубични метри и количеството вещество в молове) в тази трансформирана форма на общото уравнение на газа, получаваме експериментално определена стойност за R..