Stała Boltzmanna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Stała Boltzmannastała 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 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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Boltzmanna stała, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-10-15].
  2. Krzysztof Pigoń, Zdzisława Ruziewicz, Chemia fizyczna 1 podstawy fenomenologiczne, Ludwik Komorowski, Józef Lipiński (red.), wyd. VI - 2 dodruk, 2013, ISBN 978-83-01-15054-9.
  3. Redefinicja SI, Warszawa: Główny Urząd Miar, 2018, s. 18 [dostęp 2020-11-16].
  4. a b Search results matching „Boltzmann constant”, CODATA, 2019 [dostęp 2020-11-16] (ang.).