3.5. Уравнение Менделеева

Умножим обе части уравнения состояния идеального газа (3.6) на молярную массу (), получим:

,                        (3.10)

после подстановки  получим:

 

или

.

Правая часть последнего уравнения – величина, имеющая одно и то же значение для всех идеальных газов, так как в соответствии с законом Авогадро объем любого идеального газа при одинаковых давлениях и температуре один и тот же. Из этого следует, что и левая часть уравнения является одинаковой для всех идеальных газов, поэтому она называется универсальной или молярной газовой постоянной и обозначается :

.                             (3.11)

Поэтому можно записать

.                            (3.12)

Уравнение (3.12) было выведено Д.И. Менделеевым для количества вещества 1 моль. Вычислим значение универсальной газовой постоянной . Для этого подставим в уравнение (3.12) значения:  К,  Па и  м3/кмоль, получим:

 Дж/(моль∙К).

Следовательно, уравнение Менделеева можно записать:

.                            (3.13)

Из уравнения (3.11) можно получить удельную газовую постоянную(), которая измеряется в джоулях на килограмм, на кельвин Дж/(кг∙К):

.                                (3.14)

Это уравнение очень удобно для вычисления газовой постоянной, так как для ее определения нужно знать только значение молярной массы, числовое значение которой, как уже говорилось, равно относительной молекулярной массе.

Для примера найдем газовую постоянную углекислого газа СО2. Так как относительная молекулярная масса этого газа  = 44,01, то молярная масса его  = 44,01·10-3 кг/моль, а удельная газовая постоянная:

 Дж/кг∙К.

Пользуясь уравнением (3.13), можно определить молярный объем идеального газа при любых давлениях и температуре:

.

Умножая обе части уравнения (3.11) на количество вещества , получим

или

,

что является другой формой записи уравнения Менделеева.