Costante dei gas
# Costante dei gas

La costante dei gas (o costante universale dei gas), simboleggiata dalla lettera $R$ è una costante che mette in relazione la pressione $p$, la temperatura $T$ (espressa in kelvin), il volume $V$ e la quantità di sostanza $n$, secondo l'equazione:

    $pV=nRT$

nota come equazione di stato dei gas perfetti in quanto riferita a un ipotetico gas ideale, composto da sole particelle puntiformi prive di interazioni attrattive o repulsive tra loro. R rappresenta il lavoro che $1$ mole di gas compie quando si espande in seguito all'aumento di temperatura pari a $1$ kelvin a pressione $p$ costante.

| Valore della costante dei gas | Unità di misura |
| - | - |
| 8,314462618... | J $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 0,082057338(47) | L atm $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 0,08314462618... | L bar $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 8,2057338(47) × $10^{−5}$ | $m^3$ atm $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 8,314462618... | $cm^3$ MPa $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 8,314462618... | L kPa $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 8,314462618... | $m^3$ Pa $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 8314,462618... | L Pa $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 62.363577(36) | L mmHg $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 62.363577(36) | L Torr $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 83,14462618... | L mbar $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 1,9872036(11) | cal $K^{−1}$ $mol^{−1}$ |
| 6,132440 | lbf ft $K^{−1}$ g $mol^{−1}$ |
| 10,7316 | $ft^3$ psi $°R^{−1}$ $lb-mol^{−1}$ |
| 8,617 × $10^{−5}$ | eV $K^{−1}$ $atom^{−1}$ |
| 0,7302 | $ft^3$ atm $°R^{−1}$ $lb-mol^{−1}$ |

Il valore esatto è calcolato usando la costante di Boltzmann (dove $N_{\mathrm {A} }$ è la costante di Avogadro):

$R=N_{\mathrm {A} }\,k_{\mathrm {B} }=8{,}314\,462\,618\,153\,24~{\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {mol~K} }}$

Dall'equazione di stato, mantenendo costanti la temperatura, la pressione o il volume si ottengono le equazioni empiriche sviluppate da Boyle, Charles e Gay-Lussac (rispettivamente per le trasformazioni isoterme, isobare e isocore).

## Costante dei gas specifica

La costante dei gas specifica sia per un gas sia per una miscela di gas (${\bar {R}}$) è data dalla costante universale dei gas R divisa per la massa molare del gas o della miscela di gas (mm):

    ${\bar {R}}={\frac {R}{mm}}$,

e l'equazione di stato dei gas perfetti si riscrive nella forma:

    ${\frac {p}{\rho }}={\bar {R}}T$

dove con $\rho$ si è indicata la densità. È comune rappresentare la costante dei gas specifica con il simbolo $R$. In questi casi il contesto o le unità di misura di $R$ dovrebbero chiarire a quale delle sue costanti si faccia riferimento. Per esempio l'equazione della velocità del suono in un gas è usualmente scritta in termini della costante specifica.

La costante specifica per l'aria secca è:

    ${\bar {R}}=287\mathrm {,} 05\;{\frac {\mbox{J}}{{\mbox{kg}}\,{\mbox{K}}}}=0\mathrm {,} 287\;{\frac {\mbox{kJ}}{{\mbox{kg}}\,{\mbox{K}}}}$,

dove con $\mathrm {kJ}$ si intende il chilo-joule.

