摩尔气体常数(Universal Ideal Gas Constant),也被称为理想气体常数或普适气体常数,是一个在物态方程式中联系各个热力学函数的物理常数。其符号为R,数值大约为 8.314472 J/(mol·K)。
摩尔气体常数的定义是:在理想气体状态方程中,连接压强(p)、体积(V)、物质的量(n)、温度(T)等物理量的常数。其数值可以通过实验测定得到,并且是一个非常重要的物理常数,在物理化学的许多计算中都有广泛应用。
理想气体状态方程通常写作:
\[ pV = nRT \]
其中:
\( p \) 是气体的压强,单位为帕斯卡(Pa)或大气压(atm)等;
\( V \) 是气体的体积,单位为立方米(m³)或立方分米(dm³)等;
\( n \) 是气体的物质的量,单位为摩尔(mol);
\( T \) 是气体的绝对温度,单位为开尔文(K)。
通过实验测定,摩尔气体常数的准确数值为 \( 8.31441 \pm 0.00026 \) J/(mol·K)。这个数值在标准状况下(0°C,1 atm)也常用 \( 22.4 \) L/mol 来表示。
摩尔气体常数不仅在理想气体状态方程中使用,还在其他热力学和统计力学问题中起到关键作用,例如在计算气体摩尔体积、内能、熵和焓等热力学函数时都需要用到它。