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Constante universelle des gaz parfaits

La constante universelle des gaz parfaits (notĂ©e , ou ) est le produit du nombre d'Avogadro () et de la constante de Boltzmann (). Ce produit vaut exactement 8,314 462 618 153 24 J mol−1 K−1[1].

Constante molaire des gaz
UnitĂ©s 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 Ă  d'autres grandeurs
Valeur 8,314 462 618 153 24 J K−1 mol−1

Histoire des sciences

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 matiÚre, la pression et le volume. Elle est également utilisée dans de nombreuses autres applications et formules.

Il est tout sauf Ă©vident que la constante des gaz parfaits (dite aussi molaire) ait la mĂȘme valeur pour tous les gaz idĂ©aux et qu'elle soit universelle. On aurait pu supposer que la pression du gaz dĂ©pend de la masse, mais ce n'est pas le cas pour les gaz idĂ©aux. Ce constat est exprimĂ© par la loi d'Avogadro, Ă©noncĂ©e pour la premiĂšre fois par Amedeo Avogadro en 1811.

Constantes spécifiques des gaz parfaits

Constante spécifique du gaz Rs,
aussi appelée constante individuelle du gaz Ri
Gaz Unités
internationales

[J kg−1 K−1]
Masse
molaire

[g mol−1]
Argon, Ar20839,94
Dioxyde de carbone, CO2188,944,01
Monoxyde de carbone, CO29728,01
HĂ©lium, He2 0774,003
DihydrogĂšne, H24 1242,016
MĂ©thane, CH4518,316,05
Diazote, N2296,828,02
DioxygĂšne, O2259,831,999
Propane, C3H818944,09
Dioxyde de soufre, SO213064,07
Air28728,97
Vapeur d'eau, H2O46218,01

On obtient la constante spécifique (ou individuelle) d'un gaz, , en divisant la constante universelle des gaz parfaits par la masse molaire du gaz :

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.

Aussi bien la masse molaire que la constante spĂ©cifique peuvent ĂȘtre utilisĂ©es pour caractĂ©riser un gaz. NĂ©anmoins la seconde est parfois notĂ©e ce qui peut amener Ă  la confondre avec la constante universelle (cette derniĂšre pourra ĂȘtre notĂ©e ). La distinction dĂ©pendra alors du contexte et des unitĂ©s utilisĂ©es.

Expression de la constante dans d'autres unités

Les valeurs de la constantes dans différents systÚmes sont :

Valeurs de Unités
8,314J mol−1 K−1
0,082 06l atm mol−1 K−1
8,205 7 Ă— 10−5m3 atm mol−1 K−1
62,3637l Torr mol−1 K−1[2]
1,987cal mol−1 K−1[3]

Notes et références

  1. Depuis le 20 mars 2019, Ă  la suite de la rĂ©vision du systĂšme international d'unitĂ©s, le nombre d'Avogadro et la constante de Boltzmann ont dĂ©sormais une valeur exacte. Le nombre d'Avogadro vaut exactement 6,022 140 76 Ă— 1023 mol−1 et la constante de Boltzmann 1,380 649 Ă— 10−23 J/K. Brochure sur le SI, 9e Ă©d., 2019, p. 15.
  2. (en) « Gas Constant (R) Definition », sur About education, (consulté le ).
  3. « Loi du gaz parfait » (consulté le ).

Voir aussi

Bibliographie

Publications originales

Dictionnaires et encyclopédies

Articles connexes

Liens externes

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