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二、摩尔气体常数R
准确测定理想气体状态方程式中的摩尔气体常数R很重要。原则上,可以对一定量的气体直接测定p、V、T之值,然后代入一式来计算R。但由于用于测量的气体均为实际气体,当压力很小时体积很大,实验数据就不易测准确,所以需要用外推法,将实际气体在不同压力p下的pV值,外推到p→0的(pV)p→0值,这时实际气体的pV值就严格遵守理想气体公式。
研究表明:不同的气体,无论温度如何,当压力趋向于零时,值均趋于一个共同的极限值R,R即称为摩尔气体常数,通过作图得到的外推值可计算出R的数值,R=8.314J·mol-1·K-1。
要确定R的单位,就需要确定n、p、V、T的单位,其中pV的单位可用压力和体积的乘积来表示,也可用能量单位来描述。如以前用大气压·升、毫米汞柱·毫升、卡等,现在统一用焦耳为单位。R是一个很重要的常数,不但在计算气体的n、p、V、T之值时要用到,在物理化学的许多问题的计算中都要用到,应熟记R的数值与单位,它的数值与单位有关。
【例0-1】 某制氧机每小时可生产100kPa、298.15K的纯氧6000m3,试求一天能生产多少吨氧?
解:设每小时能生产的氧的物质的量为n
质量为
即每天能生产纯氧7.74×24=186(t)。