気体定数
気体定数の記号は通常 R で表される。なお、R の由来は明確ではないが、「定数」を意味する ラテン語: Ratio が由来であるとする説もある。
ボイルの法則によれば、一定の温度の下で、体積が圧力に逆比例するので
p V = A ( T ) {\displaystyle pV=A(T)}
と表される。さらにシャルルの法則により、一定の圧力の下で体積に比例するように温度を定めることができるので
p V = K T {\displaystyle pV=KT}
となる。ここで体積の示量性から質量 m に比例するので係数 K も質量 m に比例し
R s ( X ) = K m = p V m T {\displaystyle R_{\text{s}}({\text{X}})={\frac {K}{m}}={\frac {pV}{mT}}}
とすれば、この係数 Rs(X) は気体の種類Xによって決まる定数であり、これが比気体定数である。
物質量 n = m/M(X) を導入すれば
R = K n = p V n T = M ( X ) R s ( X ) {\displaystyle R={\frac {K}{n}}={\frac {pV}{nT}}=M({\text{X}})\,R_{\text{s}}({\text{X}})}
となる。この R は係数 M(X) を適当に定めることによって、気体の種類に依らない普遍定数とすることができて、これがモル気体定数である。