気体定数の温度変化

分子量(50以上)の大きいガスは、温度によって気体定数はどのように
変化するのでしょうか。

質問者からの補足コメント

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  今回は、カーボンガスHFC152a分子量66.05となります。また、実在気体が理想気体の状態方程式からずれていくことを考えております。気体定数に修正を加えなければ、説明が付かなくなっておりますので、お尋ねしております。圧力は一定で1atmと考えればよろしいかと思います。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2017/02/07 21:51

No.3 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/02/08 18:56

>気体定数に修正を加えなければ、説明が付かなくなっておりますので、お尋ねしております。

気体定数は物理定数で、修正を加えることは出来ません。
気体定数を温度によって変化させるという文献なども、私は見たことがありません。
気体定数は”定数”と呼ばれているように変化しません。最初の質問に対する答えはこれしかないです。

実在気体が理想気体の状態方程式からずれていくこと(ずれる理由についてはNo.2さんの記述通りです)は、
熱力学では、気体定数を実在気体に合わせて気体定数を変化させるのではなく、他の色々な手法があり幾つかの補正式も存在しています。
ファン･デル･ワールスの状態方程式はNo.2さんが紹介してくれましたが、↓のように多数提案されています。
(1･3)と(1･4)は講義で習った記憶がありますね。

https://www1.doshisha.ac.jp/~bukka/lecture/stati …

この中で、適切なものを採用するしかないように思います。

No.2 回答者： Zincer 回答日時： 2017/02/08 13:47

ファン・デル・ワールスの状態方程式

http://physnotes.jp/td/vdw_gas/

を見ますと、

「気体定数に修正を加える」ではなく
実存気体だから生じる
「圧力の減少分を修正」←実際には分子間力が働くため
「体積の増加を修正」←実際には分子に体積が存在するため
となるのではないでしょうか？
いずれにしても、温度をあげて高温にすれば上に書いた補正項の影響は小さくなりますので、理想気体に近づくはずです。
「ずれていく」ということは、低温にしているということでしょうか？

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/02/07 21:32

気体定数は物理定数であるので温度によっても圧力によっても、ガスの分子量によっても変化しません。

R=8.3144598 (J･K^-1･mol^-1) =0.082 (L･atm/K^-1･mol^-1]

実在気体が理想気体の状態方程式からずれていく原因は色々あります。
･分子の自身の体積があるため
･分子間に力が存在するため(ファンデルワールス力や水素結合等のクーロン力)
･低温や高圧での相変化(液相や固相になる)
などがあるため、実在気体は理想気体と異なる挙動を示します。
これを修正するために気体定数を変えるという操作は熱力学(というよりも化学や物理)では行いません。

分子量が大きなガスにおいて、ガスが漠然としているのですが、
理想気体からのズレは分子の大きさが無視できないことや、
電気的に不均一を生じている等が考えられます。

実在気体を理想気体の状態方程式に適用する為に熱力学においては『フガシティー』というものが導入されています。
ある実在気体が同じ化学ポテンシャルを持つ理想気体の圧力、として定義されています。↓wikiのリンクです。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%AC …

圧力の見積の仕方の方を変える、と考えたら簡単な感じもします。