Пастаянная Больцмана

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Значэнне пастаяннай Размернасць
1,380 6488(13)×10−23 Дж·К−1[1]
1,380 6488(13)×10−16 эрг·К−1
8,617 3324(78)×10−5 эВ·К−1[1]

Пастаянная Больцмана ( ці ) — фізічная пастаянная, якая вызначае сувязь паміж тэмпературай і энергіяй. Названа ў гонар аўстрыйскага фізіка Людвіга Больцмана, які зрабіў вялікі ўклад у статыстычную фізіку, у якой гэтая пастаянная іграе ключавую ролю. Яе эксперыментальнае значэнне ў Міжнароднай сістэме адзінак (СІ) роўнае:

Дж/К[1].

Лікі ў круглых дужках паказваюць стандартную хібнасць у апошніх лічбах значэння велічыні. У натуральнай сістэме адзінак Планка натуральная адзінка тэмпературы задаецца так, што пастаянная Больцмана роўная адзінцы.

Універсальная газавая пастаянная вызначаецца як здабытак пастаяннай Больцмана на лік Авагадра

Газавая пастаянная больш зручная, калі колькасць часціц зададзена ў молях.

Сувязь паміж тэмпературай і энергіяй[правіць | правіць зыходнік]

У аднародным ідэальным газе, што знаходзіцца пры абсалютнай тэмпературы , энергія, якая прыходзіцца на кожную паступальную ступень свабоды, роўная, як вынікае з размеркавання Максвела, . Пры пакаёвай тэмпературы (300 К) гэтая энергія складае Дж, або 0,013 эВ. У аднаатамнам ідэальным газе кожны атам валодае трыма ступенямі свабоды, якія адпавядаюць тром прасторавым восям, што азначае, што на кожны атам прыходзіцца энергія ў .

Ведаючы цеплавую энергію, можна вылічыць сярэднеквадратычную скорасць атамаў, якая адваротна прапарцыянальная квадратнаму кораню атамнай масы. Сярэднеквадратычная скорасць пры пакаёвай тэмпературы змяняецца ад 1370 м/с для гелію да 240 м/с для ксенону. У выпадку малекулярнага газу сітуацыя ўскладняецца, напрыклад, двухатамны газ мае пяць ступеней свабоды (пры нізкіх тэмпеаатурах, калі не ўзбуджаныя ваганні атамаў у малекуле).

Вызначэнне энтрапіі[правіць | правіць зыходнік]

Энтрапія тэрмадынамічнай сістэмы вызначаецца як натуральны лагарыфм ад колькасці розных мікрастанаў , якія адпавядаюць дадзенаму макраскапічнаму стану (напрыклад, стану з зададзенай поўнай энергіяй).

Каэфіцыент прапарцыянальнасці і ёсць пастаянная Больцмана. Гэты выраз, які вызначае сувязь паміж мікраскапічнымі () і макраскапічнымі станамі (), выражае цэнтральную ідэю статыстычнай механікі.

Меркаваная фіксацыя значэння[правіць | правіць зыходнік]

XXIV Генеральная канферэнцыя па мерах і вагах, якая адбылася 17-21 кастрычніка 2011 года, прыняла рэзалюцыю[2], у якой, у прыватнасці, прапанавана будучую рэвізію Міжнароднай сістэмы адзінак правесці так, каб зафіксаваць значэнне пастаяннай Больцмана, пасля чаго яна будзе лічыцца вызначанай дакладна. У выніку будзе выконвацца дакладная роўнасць k=1,380 6X×10−23 Дж/К[3]. Такая меркаваная фіксацыя звязана з імкненнем перавызначыць адзінку тэрмадынамічнай тэмпературы кельвін, звязаўшы яго велічыню са значэннем пастаяннай Больцмана.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі[правіць | правіць зыходнік]

  1. 1,0 1,1 1,2 Fundamental Physical Constants — Complete Listing
  2. On the possible future revision of the International System of Units, the SI Resolution 1 of the 24th meeting of the CGPM (2011)
  3. Тут Х замяняе адну або больш значных лічбаў, якія будуць вызначаныя ў канчатковым рэлізе на падставе найбольш дакладных рэкамендацый CODATA

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]