简谈普适气体常量R——贯穿普化教育的重要常量

doi:10.3866/PKU.DXHX201903009

大学化学 >> 2019, Vol. 34 >> Issue (9): 75-79.doi: 10.3866/PKU.DXHX201903009

简谈普适气体常量R——贯穿普化教育的重要常量

翟澄宇,陈萌*()

复旦大学材料科学系, 上海 200433

收稿日期:2019-03-05 录用日期:2019-04-25 发布日期:2019-05-17
通讯作者: 陈萌 E-mail:chenmeng@fudan.edu.cn
基金资助:
复旦大学本科生学术研究资助计划(16068)

A Brief Introduction to the Universal Gas Constant R: A Vital Constant throughout the Teaching of General Chemistry

Chengyu ZHAI,Meng CHEN*()

Department of Materials Science, Fudan University, Shanghai 200433, P. R. China

Received:2019-03-05 Accepted:2019-04-25 Published:2019-05-17
Contact: Meng CHEN E-mail:chenmeng@fudan.edu.cn
Supported by:
复旦大学本科生学术研究资助计划(16068)

摘要/Abstract

摘要：

普适气体常量R是物理学中的一个重要常数，也是贯穿普通化学教学的一个基本常数。文中介绍了普适气体常量的由来、数值测定、物理意义及在普化教育中的应用，同时对不同公式中R的取值进行了归纳和总结，旨在为非化学专业理工学生补充关于R的知识，帮助学生更好地学习和掌握普通化学的基本原理。

关键词: 普适气体常量, 玻尔兹曼常数, 声学测量方法

Abstract:

The universal gas constant R is an important constant in physics, and one of the vital fundamental constant throughout the teaching of general chemistry. This article aims to present a general review about the universal gas constant to the science and engineering majored students, including its history, determination, physical meaning and applications in chemical education. The choice of R values under various conditions is also provided to help students better understand and master basic concepts.

Key words: Universal gas constant, Boltzmann's constant, Acoustic measurement

MSC2000:

翟澄宇,陈萌. 简谈普适气体常量R——贯穿普化教育的重要常量[J]. 大学化学, 2019, 34(9): 75-79.

Chengyu ZHAI,Meng CHEN. A Brief Introduction to the Universal Gas Constant R: A Vital Constant throughout the Teaching of General Chemistry[J]. University Chemistry, 2019, 34(9): 75-79.

图/表 1

参考文献 8

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公式分类	具体公式	R的取值方法
与能量相关	Clapeyron-Clausius方程：$\lg\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{{\Delta {H_{{\rm{vap}}}}}}{{2.30R}}\left( {\frac{{{T_2} - {T_1}}}{{{T_1}{T_2}}}} \right)$ van’t Hoff等温式：$\Delta G\left( T \right) = \Delta {G^{⊖}}\left( T \right) + 2.30RT\lg Q$ van’t Hoff方程式：$\lg \frac{{{K_{{p_2}}}}}{{{K_{{p_1}}}}} = \frac{{\Delta {H^{⊖}}}}{{2.30R}}\left( {\frac{{{T_2} - {T_1}}}{{{T_1}{T_2}}}} \right)$ Nernst方程式：${E_{池}}{\rm{ = }}E_{池}^{⊖} - \frac{{2.30RT}}{{nF}}\ln Q$ Arrhenius公式：$k = A{{\rm{e}}^{ - \frac{{{E_{\rm{a}}}}}{{RT}}}}$ 理想气体可逆膨胀：$W = - nRT\ln \frac{{{V_2}}}{{{V_1}}}$	R取值一般不变，取8.314 J·mol^-1·K^-1
与压强、体积相关	理想气体状态方程：$pV = nRT$ van der Waals方程：$\left( {p + \frac{a}{{{V^2}}}} \right)\left( {V - b} \right) = RT$ 渗透压公式：$\pi = cRT$ 平衡常数换算：${K_P} = {K_c}{\left( {RT} \right)^{\Delta n}}$	R的取值与压强及体积的单位密切相关

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