比气体常数计算器

输入计算

摩尔质量 M（g/mol）

结果

比气体常数

286.9865

J/(kg·K)

通用气体常数 R	8.314 J/(mol·K)
摩尔质量 M	28.97 g/mol

什么是比气体常数？

比气体常数（又称个别气体常数），记作 R_specific，等于通用气体常数 R 除以某种特定气体的摩尔质量 M。通用气体常数（8.314 J/mol·K）对所有理想气体都相同，而比气体常数则因气体而异，并按单位质量来表示，单位为焦耳每千克每开尔文，即 J/(kg·K)。它出现在以质量表示的理想气体状态方程中：\(pV = mR_{\text{specific}}T\)。

如何使用本计算器

以克每摩尔（g/mol）为单位输入气体的摩尔质量，计算器会先把它换算为 kg/mol，再用通用气体常数去除。举例来说，干空气的摩尔质量约为 28.97 g/mol，氧气（O₂）为 32 g/mol，水蒸气（H₂O）则为 18.015 g/mol。

公式详解

它们之间的关系很简单：

$$R_{\text{specific}} = \frac{8.314}{\text{Molar Mass (g/mol)} / 1000}$$

由于 R 的单位是 J/(mol·K)，而我们想得到以千克计的结果，摩尔质量就必须采用 kg/mol——因此以 g/mol 输入的数值要先除以 1000。摩尔质量越大，比气体常数越小，因为越重的分子每摩尔所携带的质量也越多。

比气体常数等于通用气体常数 R 除以气体的摩尔质量 M。

算例演示

以干空气为例，M = 28.97 g/mol：先换算为 0.02897 kg/mol，则 $$R_{\text{specific}} = \frac{8.314}{0.02897} \approx 287.0 \text{ J/(kg}\cdot\text{K)}$$ 这与教科书中空气约为 287 J/(kg·K) 的标准值一致。

较轻的气体比气体常数更大，因为 R比 与摩尔质量成反比。

常见问题

空气的比气体常数是多少？约为 287 J/(kg·K)，对应的摩尔质量接近 28.97 g/mol。

它和通用气体常数有什么不同？通用气体常数按摩尔计算，对所有理想气体都相同；而比气体常数按千克计算，取决于每种气体各自的摩尔质量。

应该输入什么单位？请以 g/mol（化学中常用的单位）输入摩尔质量，计算结果将以 J/(kg·K) 给出。