Unités SI | J K−1 mol−1 |
---|---|
Dimension | M·L 2·T −2·Θ −1·N −1 |
Base SI | kg m2 s−2 K−1 mol−1 |
Nature | |
Symbole usuel | |
Lien à d'autres grandeurs | |
Valeur | 8,314 462 618 153 24 J K−1 mol−1 |
La constante universelle des gaz parfaits (notée , ou ) est le produit du nombre d'Avogadro () et de la constante de Boltzmann (). Ce produit vaut exactement[1] :
La constante universelle des gaz parfaits a été empiriquement déterminée en tant que constante de proportionnalité de l'équation des gaz parfaits. Elle établit le lien entre les variables d'état que sont la température, la quantité de matière, la pression et le volume. Elle est également utilisée dans de nombreuses autres applications et formules.
Il est tout sauf évident que la constante des gaz parfaits (dite aussi molaire) ait la même valeur pour tous les gaz idéaux et qu'elle soit universelle. On aurait pu supposer que la pression du gaz dépend de la masse, mais ce n'est pas le cas pour les gaz idéaux. Ce constat est exprimé par la loi d'Avogadro, énoncée pour la première fois par Amedeo Avogadro en 1811.
Les valeurs de la constantes dans différents systèmes sont :
Valeurs de | Unités |
---|---|
8,314 462 618 153 24 | J mol−1 K−1 |
0,082 06 | l atm mol−1 K−1 |
8,205 7 × 10−5 | m3 atm mol−1 K−1 |
62,3637 | l Torr mol−1 K−1[2] |
1,987 | cal mol−1 K−1[3] |
Gaz | Unités internationales [J kg−1 K−1] |
Masse molaire [g mol−1] |
---|---|---|
Argon, Ar | 208 | 39,94 |
Dioxyde de carbone, CO2 | 188,9 | 44,01 |
Monoxyde de carbone, CO | 297 | 28,01 |
Hélium, He | 2 077 | 4,003 |
Dihydrogène, H2 | 4 124 | 2,016 |
Méthane, CH4 | 518,3 | 16,05 |
Diazote, N2 | 296,8 | 28,02 |
Dioxygène, O2 | 259,8 | 31,999 |
Propane, C3H8 | 189 | 44,09 |
Dioxyde de soufre, SO2 | 130 | 64,07 |
Air | 287 | 28,97 |
Vapeur d'eau, H2O | 462 | 18,01 |
On obtient la constante spécifique (ou individuelle) d'un gaz, notée ou , en divisant la constante universelle des gaz parfaits par la masse molaire du gaz[4] :
La masse molaire de l'air sec vaut :
Ainsi, la constante spécifique de l'air sec vaut :
Le tableau ci-contre indique les valeurs des constantes spécifiques pour certains gaz.
La constante spécifique est parfois notée , ce qui peut amener à la confondre avec la constante universelle (cette dernière pourra être notée ). La distinction dépend du contexte et des unités utilisées.