Skoro jednakowe objętości różnych gazów zawierają tę samą liczbę cząsteczek, to stosunek mas jednakowych objętości dwóch gazów równy jest stosunkowi ciężarów cząsteczkowych. Porównując masę jednego litra (czyli gęstość d) gazu o nieznanym ciężarze cząsteczkowym M z gęstością do gazu, którego ciężar cząsteczkowy jest znany (np. wodoru, M0 = 2), można ten nieznany ciężar cząsteczkowy obliczyć z proporcji:
Oznaczanie ciężaru cząsteczkowego substancji w stanie gazowym sprowadza się więc do pomiaru jej gęstości względem gazu o znanym ciężarze cząsteczkowym.
Oczywiste jest, że liczba cząsteczek zawartych w jednej gramo- cząsteczce jakiejkolwiek substancji (lub też liczba atomów w jednym gramoatomie), tzw. liczba Avogadra N, jest jednakowa dla wszystkich substancji. Teoria kinetyczna podaje kilka niezależnych od siebie sposobów obliczenia tej liczby. Za najdokładniejszą wartość liczby Avogadra przyjmuje się obecnie N = 6,023 1023 cząsteczek w jednej gramocząsteczce. Dzieląc ciężary atomowe przez N, można obliczyć masy pojedynczych atomów odpowiednich pierwiastków (§ 11). Z twierdzenia Avogadra wynika, że jedna gramocząsteczka gazu, niezależnie od jego rodzaju, zajmuje w określonych warunkach ciśnienia i tem peratury zawsze tę samą objętość. Dla tzw. warunków normalnych, tzn. 0°C i 760 mm Hg, objętość ta wynosi średnio dla różnych gazów
– 22,4 litra (tzw. normalna objętość molowa gazów). Stosując równanie Clapeyrona (II, 2) do jednej gramocząsteczki dowolnego gazu, nietrudno dowieść, że wartość współczynnika r jest niezależna od natury gazu. Współczynnik ten nosi w tym przypadku nazwę stałej gazowej i jest oznaczany przez R. Z równania (II, 2) wynika, że stała ta wyraża się w jednostkach energii na stopień:
Leave a reply