気体定数について

現在、熱力学を勉強しています。
そのなかで、ガスサイクルを学んでいるのですが、問題文に空気の気体定数は287.06[J/kg/K]と書かれています。この気体定数はガスサイクルを学ぶうえでは一般的な値なのでしょうか、また、この値はどのような過程で算出されるのでしょうか。また空気の比熱比はκ=1.4です。

No.1 ベストアンサー 回答者： NemurinekoNya 回答日時： 2014/06/25 14:10

こんにちは。

☆そのなかで、ガスサイクルを学んでいるのですが、問題文に空気の気体定数は287.06[J/kg/K]と書かれています。この気体定数はガスサイクルを学ぶうえでは一般的な値なのでしょうか
◇空気に含まれている酸素と窒素などが化学変化をしなければ。
そして、温度が十分に高くて、空気があまり濃くなければ、
まぁ一般的な値なんでしょう。


☆この値はどのような過程で算出されるのでしょうか。
◇よくは知りませんが、たぶん、実験から求めているのだと思います。

空気の分子量は分かっているので、空気1kgあたりの《空気という気体（？）》のモル数を求め、それを化学で使う気体定数にかけても求めることはできますが・・・。

空気の分子量はおおよそ29.0なので、1kgは1000gで、
　(1000/29.0)×化学で使う気体定数8.31(J/mol/K) = 286.55(J/kg/K)
より正確に空気の分子量を28.966として
　(1000/28.966)×8.3144621 = 287.042121798(J/kg/K)

287.06[J/kg/K]と微妙に違いますでしょ。

まっ、そういうことで。

No.2 回答者： htms42 回答日時： 2014/06/25 14:34

「気体定数」は気体の種類によらず一定になるという性質から出てきているからこそ「定数」なのです。

気体の状態方程式は高校の物理、化学で出てきたはずですね。ＰＶ＝ｎＲＴという式です。このＲが「気体定数」です。Ｒ＝８．３１４５[J/(mol・K)]です。これを空気１molの質量＝(　)kgを使って書き直したものがご質問の数値です。こういう風にして得られた数値は気体の種類によって異なってきますから「定数」ではありませんね。燃焼ガスが混ざってくるともうだめです。いつも決まった計算をするので同じ数値が出てくるということからその数値を「定数」と呼んでしまうというのは工学でよくやる悪い癖です。