Constante de Boltzmann
donde m es el peso molecular del gas. Para una mezcla, el «peso molecular» es una media ponderada de los pesos moleculares de los componentes: donde m1, – – -, mn son los pesos moleculares de los n gases, y f1, – – -, fn son sus masas en relación con la masa total de la mezcla. La constante de los gases para el aire seco es Rd = 287 J K-1 kg-1. La constante de gas para el vapor de agua es Rv = 461 J K-1 kg-1. Para el aire húmedo, el porcentaje variable de vapor de agua se tiene en cuenta manteniendo la constante de gas para el aire seco y utilizando la temperatura virtual en lugar de la temperatura. Véase también la constante de Boltzmann.
Mohr, P. J., B. N. Taylor y D. B. Newell, 2012: CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010. J. Phys. Chem. Ref. Data, 41, 043109, doi:10.1063/1.4724320. Wallace, J. M., y P. V. Hobbs, 1977: Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press, 350 pp. (Término editado el 22/5/2014)
Constante específica de los gases
La constante molar de los gases (también conocida como constante de los gases, constante universal de los gases o constante ideal de los gases) se designa con el símbolo R o R. Es el equivalente molar a la constante de Boltzmann, expresada en unidades de energía por incremento de temperatura por cantidad de sustancia, es decir, el producto presión-volumen, en lugar de energía por incremento de temperatura por partícula. La constante es también una combinación de las constantes de la ley de Boyle, la ley de Charles, la ley de Avogadro y la ley de Gay-Lussac. Es una constante física que aparece en muchas ecuaciones fundamentales de las ciencias físicas, como la ley de los gases ideales, la ecuación de Arrhenius y la ecuación de Nernst.
La constante de los gases es la constante de proporcionalidad que relaciona la escala de energía en física con la escala de temperatura y la escala utilizada para la cantidad de sustancia. Así pues, el valor de la constante de los gases se deriva, en última instancia, de decisiones y accidentes históricos en la fijación de las unidades de energía, temperatura y cantidad de sustancia. De forma similar se determinaron la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro, que relacionan por separado la energía con la temperatura y el número de partículas con la cantidad de sustancia.
R constante
En química, ingeniería química y física, la constante molar de los gases (también llamada constante universal de los gases) R es una constante física fundamental que aparece en un gran número de ecuaciones fundamentales de las ciencias físicas, como la ley de los gases ideales y otras ecuaciones de estado y la ecuación de Nernst. Equivale a la constante de Boltzmann (kB) por la constante de Avogadro (N): R = kBNA.
La constante de los gases definida en este artículo es la constante universal de los gases, R, que se aplica a cualquier gas. También existe una constante específica de los gases, que se puede denotar como Rs. La constante específica de los gases se define como Rs = R / M, donde M es el peso molecular.
Desgraciadamente, muchos autores de la literatura técnica utilizan a veces R como la constante específica de los gases sin denotarla como tal ni indicar que es la constante específica de los gases. Esto puede llevar y lleva a la confusión a muchos lectores.
Ecuación de estado para un gas ideal
Las ecuaciones de química y física suelen incluir «R», que es el símbolo de la constante de los gases, la constante molar de los gases, la constante ideal de los gases o la constante universal de los gases. Es un factor de proporcionalidad que relaciona las escalas de energía y las escalas de temperatura en varias ecuaciones.
E es el potencial de célula, E0 es el potencial de célula estándar, R es la constante de gas, T es la temperatura, n es el número de moles de electrones intercambiados, F es la constante de Faraday y Q es el cociente de reacción.
La constante de los gases es equivalente a la constante de Boltzmann, sólo que expresada en unidades de energía por temperatura y por mol, mientras que la constante de Boltzmann se da en términos de energía por temperatura y por partícula. Desde el punto de vista físico, la constante de los gases es una constante de proporcionalidad que relaciona la escala de energía con la escala de temperatura para un mol de partículas a una temperatura determinada.
En 2019, se redefinieron las unidades básicas del SI. Tanto el número de Avogadro como la constante de Boltzmann recibieron valores numéricos exactos. Como consecuencia, la constante de los gases también tiene ahora un valor exacto: 8,31446261815324 J⋅K-1⋅mol-1.
