Boltzmannova konstanta

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Boltzmannove konstantne vrednosti v različnih enotah
Številčna vrednost enota
1,380 649⋅10 −23 J · K −1 [1]
1,380 649⋅10 −16 erg K −1
8,617 333 262 ... ⋅10 −5 eV · K −1 [2]

Boltzmannova konstanta ( oz ) Je fizikalna konstanta , ki določa razmerje med temperaturo in energijo . Ime je dobil po avstrijskem fiziku Ludwigu Boltzmannu , ki je veliko prispeval k statistični fiziki , pri kateri ima ta konstanta ključno vlogo. Njena vrednost v mednarodnem sistemu enot SI je glede na spremembe v definicijah osnovnih enot SI natančno enaka

J / K.

V Planckovem sistemu enot je Boltzmannova konstanta izbrana kot ena od osnovnih enot sistema [3] .

Univerzalna plinska konstanta je definirana kot produkt Boltzmannove konstante z Avogadrovim številom , ... Plinska konstanta je bolj priročna, če je število delcev podano v molih .

Razmerje med temperaturo in energijo

V homogenem idealnem plinu pri absolutni temperaturi , je energija na vsako translacijsko stopnjo svobode , kot sledi iz Maxwellove porazdelitve , ... Pri sobni temperaturi (300 K ) je ta energija J ali 0,012926 eV . V enoatomskem idealnem plinu ima vsak atom tri svobodne stopnje, ki ustrezajo trem prostorskim osem, kar pomeni, da ima vsak atom energijo v ...

Če poznamo toplotno energijo, lahko izračunamo povprečno kvadratno hitrost atomov, ki je obratno sorazmerna s kvadratnim korenom atomske mase. Delovna hitrost pri sobni temperaturi se giblje od 1370 m/s za helij do 240 m/s za ksenon . V primeru molekularnega plina se situacija zaplete, na primer, dvoatomski plin ima 5 stopinj svobode - 3 translacijske in 2 rotacijski (pri nizkih temperaturah, ko se vibracije atomov v molekuli ne vzbujajo in dodatne stopnje svoboda se ne dodaja).

Opredelitev entropije

Entropija termodinamičnega sistema je definirana kot količina, sorazmerna naravnemu logaritmu števila različnih mikrostanj. ki ustreza danemu makroskopskemu stanju (na primer stanju z dano skupno energijo).

Razmerje in obstaja Boltzmannova konstanta. To je izraz, ki določa razmerje med mikroskopskimi ( ) in makroskopska stanja ( ), izraža osrednjo idejo statistične mehanike.

Določanje vrednosti

XXIV Generalna konferenca za uteži in mere , ki je potekala 17. in 21. oktobra 2011, je sprejela resolucijo [4] , v kateri je bilo zlasti predlagano, da se prihodnja revizija mednarodnega sistema enot izvede tako, da določiti vrednost Boltzmannove konstante, po kateri se bo štela za točno določeno . Posledično bi morala biti izpolnjena natančna enakost k = 1,380 6X⋅10 −23 J / K, kjer X nadomešča eno ali več pomembnih števk, ki bi jih bilo treba dodatno določiti na podlagi najbolj natančnih priporočil CODATA . Ta fiksacija je bila povezana z željo po redefiniranju enote termodinamične temperature kelvin , ki povezuje njeno vrednost z vrednostjo Boltzmannove konstante.

Poglej tudi

Opombe (uredi)

  1. Boltzmannova konstanta (angl.) ... CODATA Mednarodno priporočene vrednosti osnovnih fizikalnih konstant iz leta 2014 . NIST (2014). Pridobljeno 3. novembra 2016.
  2. Temeljne fizične konstante - popoln seznam
  3. Chertov A.G. Enote fizikalnih veličin. - M .: " Gimnazija ", 1977. - S. 23. - 287 str.
  4. O morebitni prihodnji reviziji mednarodnega sistema enot, Resolucija SI 1 24. srečanja CGPM (2011)