Dujų konstanta (pavaizduota raide R), taip pat žinoma kaip idealiųjų dujų konstanta, yra slėgio (P), tūrio (V), temperatūros (T) ir dujų molių (n) funkcija stechiometrijoje. lygtis. Lygtis PV = nRT žinoma kaip idealiųjų dujų dėsnis. R reikšmę galima rasti pertvarkydami lygtį į R = (PV) / (nT). Kitaip tariant, dujų konstanta yra dujų slėgis, padaugintas iš jų tūrio, padalytas iš dujų molių skaičiaus, padauginto iš jų temperatūros kelvinais.
Idealios dujos yra hipotetinės – jos griežtai laikosi visų paprastų dujų dėsnių ir jų molinis tūris yra 22.4141 litro esant standartinei temperatūrai ir slėgiui (STP), ty 273 kelvinai, 1 atmosfera. Tačiau STP dauguma dujų elgiasi kaip idealios dujos, todėl R reikšmė paprastai yra 0.0821 L atm / mol K arba 8.3145 J / mol K. Pavyzdžiui, norint nustatyti slėgį galima naudoti idealiųjų dujų dėsnį ir dujų konstantą. 0.508 molio deguonies 15 litrų talpos inde esant 303 kelvinams. Tūris, temperatūra ir apgamų skaičius yra žinomi.
P = (nRT) / V = (0.508 mol x 0.0821 L atm x 303 K) / 15.0 L mol K = 0.842 atm
Viskas pasikeičia, kai dujos yra žemos temperatūros arba aukšto slėgio. Tokiomis sąlygomis dujų molekulės juda arčiau viena kitos ir lėčiau, todėl dėl tarpmolekulinių jėgų, vadinamų van der Waalsu, išmatuotas slėgis yra mažesnis nei tikėtasi. Kai molekulės yra arčiau viena kitos, tikrųjų molekulių tūris taip pat tampa didesne viso dujų tūrio dalimi.
Siekiant kompensuoti tikrų dujų elgesį, naudojama van der Waals lygtis. Išraiška (n2a) / V2 kompensuoja tarpmolekulines traukos jėgas, o išraiška nb – dujų molekulių tūrį. Kartu šie terminai sudaro van der Waals lygtį:
[P + (n2a) / V2] x (V-nb) = nRT
Išraiškos n2a ir nb vadinamos van der Waals konstantomis ir turi būti nustatytos eksperimentiškai. Van der Waals lygtis būtina tik tada, kai dujos yra aukštos temperatūros arba žemo slėgio. Jei dujos yra kambario temperatūroje arba aukštesnės, o slėgis mažesnis nei kelios atmosferos, galiotų idealus dujų įstatymas.