Constante spécifique d'un gaz parfait

En physique, et plus particulièrement en thermodynamique, la constante spécifique d'un gaz parfait est le rapport de la constante universelle des gaz parfaits sur la masse molaire du gaz considéré. Elle est notée ${\displaystyle r}$ ou ${\displaystyle R_{s}}$ et s'exprime en joules par kelvin kilogramme (J K⁻¹ kg⁻¹). Contrairement à la constante universelle, la valeur de cette constante diffère d'un gaz à un autre.

Constante spécifique d'un gaz parfait

Données clés

Unités SI	J K−1 kg−1
Dimension	L 2·T −2·Θ −1
Base SI	m2 s−2 K−1
Nature
Symbole usuel	${\displaystyle r}$
Lien à d'autres grandeurs	${\displaystyle R/M}$

modifier

Définition

La constante spécifique d'un gaz parfait est définie par :

Constante spécifique d'un gaz parfait ${\displaystyle r=R_{s}={R \over M}}$

avec :

• ${\displaystyle M}$ la masse molaire du gaz étudié (en kilogrammes par mole, kg mol⁻¹)  ;
• ${\displaystyle R}$ la constante universelle des gaz parfaits (en joules par kelvin mole, J K⁻¹ mole⁻¹).

Applications

Exemples

L'air sec a une masse molaire d'environ 28,965 g mol⁻¹. Sa constante spécifique vaut environ^[1],[2] 287,05 J K⁻¹ kg⁻¹.

Le tableau ci-contre indique les valeurs des constantes spécifiques pour divers gaz.

Constante spécifique de divers gaz.

Gaz	Constante spécifique (J kg−1 K−1)	Masse molaire (g mol−1)
Air	287	28,97
Argon, Ar	208	39,94
Diazote, N2	296,8	28,02
Dihydrogène, H2	4 124	2,016
Dioxyde de carbone, CO2	188,9	44,01
Dioxyde de soufre, SO2	130	64,07
Dioxygène, O2	259,8	31,999
Hélium, He	2 077	4,003
Méthane, CH4	518,3	16,05
Monoxyde de carbone, CO	297	28,01
Propane, C3H8	189	44,09
Vapeur d'eau, H2O	462	18,01

Utilisation dans la loi des gaz parfaits

L'utilisation de cette constante conduit à exprimer la loi des gaz parfaits sous la forme :

Loi des gaz parfaits : ${\displaystyle PV=m\,r\,T}$

avec :

• ${\displaystyle m}$ la masse (en kilogrammes, kg) ;
• ${\displaystyle P}$ la pression (en pascals, Pa) ;
• ${\displaystyle T}$ la température thermodynamique (en kelvins, K) ;
• ${\displaystyle V}$ le volume (en mètres cubes, m³).