从R的定义式式来看,它只不过是一个常数罢了,很难看出R具有什么样的物理意义。然而,R并非仅是一个普通的常数,它还具有明确的物理意义。
热力学第一定律指出,在1摩尔理想气体系统的等压膨胀过程中,系统从外界吸收的热量Q,一部分用于使系统的内能增加△U,另一部分则用于对外界作功A,即Q=△U A,若气体系统是由状态(P1、V1、T1)等压膨胀到状态(P2、V2、T2)的。
通过Q=CP(T2一T1),△U=Cv(T2一T1)则有A=(Cp一Cv)(T2一T1),应用迈耶公式Cp-Cv=R,则得A=R(T2一T1),由此不难看出,R的物理意义是:1摩尔理想气体在压强不变时,温度升高1K对外界所作的功。
普适气体常量R与玻尔兹曼常量k:
玻尔兹曼常数k是物理学中另一个重要的物理常数,它与普适气体恒量R的关系是
k与R有着本质的区别:k是关于1个分子的常数,具有微观的性质;R是关于1摩尔理想气体的常数,具有宏观的性质。例如,当温度为T时,1摩尔气体所有分子的热运动平动能总和为