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通用气体常数R等于8.314()。A.kj/kmol.C B.kj/kmol.K C.atm.m3/kg分子.℃ D.atm-L/kg分子.K

通用气体常数R等于8.314()。A.kj/kmol.C B.kj/kmol.K C.atm.m3/kg分子.℃ D.atm-L/kg分子.K

通用气体常数 R=8.314 的单位需结合理想气体状态方程 pV=nRT 推导。根据单位一致性原则,压强 p 单位为帕斯卡(Pa)、体积 V 为立方米(m³)、物质的量 n 为摩尔(mol)、温度 T 为开尔文(K)时,R 的基本单位为 Pa·m3/(mol·K),等价于 J/(mol·K)(因 1Pa·m3=1J)。

选项分析

A. kJ/kmol·℃:错误。温度单位应为开尔文(K)而非摄氏度(℃),且 8.314J/(mol·K)=8.314kJ/(kmol·K),单位中“℃”不合法。

B. kJ/kmol·K:正确。1kJ=1000J1kmol=1000mol,因此 8.314J/(mol·K)=8.314kJ/(kmol·K),单位换算后数值与单位匹配。

C. atm·m³/kg分子·℃:错误。“atm”(标准大气压)为非国际单位,温度单位“℃”不适用,且“kg分子”表述不规范(应为“mol”或“kmol”)。

D. atm-L/kg分子·K:错误。“atm”和“L”(升)为非国际单位制单位,且 R 在该单位下数值约为 0.0821atm·L/(mol·K),与 8.314 不符。

结论:正确答案为 B,此时 R=8.314kJ/(kmol·K),既满足单位换算关系,又符合热力学温度必须使用开尔文的要求。

为什么温度单位必须用开尔文?因为理想气体定律中的温度需反映分子热运动的绝对强度,而摄氏度(℃)存在负值,可能导致物理意义矛盾。这一规定也体现在所有热力学常数的标准单位中。

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