Номер 1, страница 188, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Почему газовая постоянная R называется универсальной?

1. Почему газовая постоянная R называется универсальной?

Газовая постоянная $\text{R}$ называется универсальной, потому что ее значение не зависит от химической природы или состава газа. Она одинакова для любого идеального или достаточно разреженного реального газа.

Эта постоянная входит в уравнение состояния идеального газа, известное как уравнение Менделеева-Клапейрона: $$pV = \nu RT$$ где $\text{p}$ — давление, $\text{V}$ — объем, $\nu$ — количество вещества (в молях), а $\text{T}$ — абсолютная температура.

Универсальность $\text{R}$ можно понять через ее связь с другими фундаментальными константами: постоянной Больцмана $\text{k}$ и числом Авогадро $N_A$. $$R = k \cdot N_A$$ Постоянная Больцмана $\text{k}$ связывает среднюю кинетическую энергию одной частицы с температурой, а число Авогадро $N_A$ — это количество частиц в одном моле вещества. Таким образом, универсальная газовая постоянная, по сути, является постоянной Больцмана, но отнесенной не к одной молекуле, а к одному молю вещества. Поскольку это соотношение справедливо для частиц любого газа (в рамках модели идеального газа), то и константа $\text{R}$ является универсальной для всех газов.

В отличие от универсальной газовой постоянной, существует также удельная (индивидуальная) газовая постоянная $R_s$, которая зависит от молярной массы газа $\text{M}$: $R_s = R/M$. Эта постоянная для каждого газа своя.

Ответ: Газовая постоянная $\text{R}$ называется универсальной, так как ее численное значение одинаково для всех газов, независимо от их химического состава, и она определяется через произведение фундаментальных физических констант — постоянной Больцмана и числа Авогадро.