Qu'est-ce que la constante spécifique d'un gaz ?
La constante spécifique d'un gaz (aussi appelée constante individuelle d'un gaz), notée Rspécifique, correspond à la constante universelle des gaz parfaits R divisée par la masse molaire M du gaz considéré. Si la constante universelle (8,314 J/mol·K) reste identique pour tous les gaz parfaits, la constante spécifique est propre à chaque substance et s'exprime par unité de masse, en joules par kilogramme et par kelvin, soit J/(kg·K). Elle intervient dans la forme massique de la loi des gaz parfaits, \(pV = mR_{\text{spécifique}}T\).
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la masse molaire de votre gaz en grammes par mole (g/mol). Le calculateur la convertit en kg/mol, puis divise la constante universelle par cette valeur. Par exemple, l'air sec présente une masse molaire d'environ 28,97 g/mol, le dioxygène (O₂) 32 g/mol et la vapeur d'eau (H₂O) 18,015 g/mol.
La formule expliquée
La relation s'écrit tout simplement $$R_{\text{spécifique}} = \frac{R}{M}$$ Comme \(R\) est exprimée en J/(mol·K) et que l'on souhaite un résultat par kilogramme, la masse molaire doit être en kg/mol : une valeur saisie en g/mol est donc d'abord divisée par 1000. Plus la masse molaire est élevée, plus la constante spécifique est faible, puisque les molécules plus lourdes représentent davantage de masse par mole.
Exemple résolu
Pour l'air sec, avec \(M = 28{,}97 \text{ g/mol}\) : on convertit en 0,02897 kg/mol, puis $$R_{\text{spécifique}} = \frac{8{,}314}{0{,}02897} \approx 287{,}0 \ \text{J/(kg}\cdot\text{K)}$$ Ce résultat correspond à la valeur de référence d'environ 287 J/(kg·K) admise pour l'air.
FAQ
Quelle est la constante spécifique de l'air ? Environ 287 J/(kg·K), pour une masse molaire proche de 28,97 g/mol.
Pourquoi diffère-t-elle de la constante universelle des gaz parfaits ? La constante universelle se rapporte à la mole et est identique pour tous les gaz parfaits ; la constante spécifique se rapporte au kilogramme et dépend de la masse molaire de chaque gaz.
Quelles unités dois-je saisir ? Indiquez la masse molaire en g/mol (l'unité courante en chimie). Le résultat est exprimé en J/(kg·K).
