Stała Boltzmanna
Stała Boltzmanna – stała fizyczna pojawiająca się w równaniach określających rozkłady energii cząsteczek. Oznaczana jest symbolem lub i związana jest równaniem[1]:
ze stałą gazową i liczbą Avogadra
Opierając się na wcześniejszych rozważaniach Ludwiga Boltzmanna, Max Planck podał fundamentalną zależność termodynamiki statystycznej:
gdzie: jest stałą Boltzmanna, a jest prawdopodobieństwem termodynamicznym. Prawdopodobieństwo termodynamiczne stanowi miarę uporządkowania układu w danym stanie i jest tym mniejsze, im wyższy jest stopień uporządkowania układu – na przykład dla kryształu idealnego w temperaturze 0 K (wszystkie cząsteczki mają wtedy ściśle określone położenie w przestrzeni oraz ściśle określone pędy), prawdopodobieństwo termodynamiczne równa się jedności[2].
Wartość stałej po redefinicji jednostki SI
Po redefinicji jednostek SI, od 20 maja 2019 jej wartość wyrażona w dżulach [J] na kelwin (K) wynosi dokładnie[3][4]:
W innych popularnych jednostkach stała Boltzmanna wynosi[4]
- gdzie jest stałą Plancka.
Wartości te określone są dokładnie, jednak nie można ich wyrazić ułamkiem dziesiętnym o skończonym rozwinięciu.
Stała Boltzmanna w fizyce klasycznej
W ramach fizyki klasycznej (tj. bez uwzględnienia efektów kwantowych) stała Boltzmanna jest czynnikiem proporcjonalności między średnią energią kinetyczną przypadającą na pojedynczą cząsteczkę o stopniach swobody a temperaturą bezwzględną
Nazwa stałej upamiętnia austriackiego fizyka Ludwiga E. Boltzmanna, który wprowadził ją w XIX wieku w ramach badań nad kinetyczną teorią gazów.
Zobacz też
- entropia
- stała Stefana-Boltzmanna
- zasada ekwipartycji energii
Przypisy
- ↑ Boltzmanna stała, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-10-15] .
- ↑ KrzysztofK. Pigoń KrzysztofK., ZdzisławaZ. Ruziewicz ZdzisławaZ., Chemia fizyczna 1 podstawy fenomenologiczne, LudwikL. Komorowski, JózefJ. Lipiński (red.), wyd. VI - 2 dodruk, 2013, ISBN 978-83-01-15054-9 .
- ↑ Redefinicja SI, Warszawa: Główny Urząd Miar, 2018, s. 18 [dostęp 2020-11-16] .
- ↑ a b Search results matching „Boltzmann constant” [online], CODATA, 2019 [dostęp 2020-11-16] (ang.).
- p
- d
- e
Jednostki podstawowe | |
---|---|
Jednostki pochodne |
- Pięć fundamentalnych stałych fizycznych
- prędkość światła w próżni
- stała grawitacji
- zredukowana stała Plancka
- czynnik stały z prawa Coulomba
- stała Boltzmanna
- p
- d
- e
gaz doskonały |
| ||||
---|---|---|---|---|---|
gaz rzeczywisty – równania stanu | |||||
używane wielkości |
|
- GND: 7635950-5
- Britannica: science/Boltzmann-constant
- БРЭ: 1876559
- SNL: Boltzmanns_konstant
- Catalana: 0010981
- DSDE: Boltzmanns_konstant
- Hrvatska enciklopedija: 8574