Boltzmanns konstant

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
20-10-2017 Vita Faye B

Boltzmann konstant er konstant, vedrører fysiske absolutte temperatur og energi. Det er opkaldt til ære for den østrigske fysiker Ludwig Boltzmann, der ydet vigtige bidrag til teorien om statistisk mekanik, i hvis fundamentale ligninger denne konstant spiller en central rolle. Dens værdi selv er:

Betydning i den statistiske definition af entropi

I statistisk mekanik, entropi, S, af et isoleret system i termodynamisk ligevægt er defineret som den naturlige logaritme af W, antallet af mikroskopiske tilstande defineret, hvor man kan få givet den makroskopiske begrænsninger systemet:

Denne ligning, som vedrører de mikroskopiske detaljer eller mikro-systemet med makroskopiske tilstand er den centrale idé om statistisk mekanik. Det er af en sådan vigtighed, der blev skåret på gravstenen af ​​graven af ​​Boltzmann.

Proportionaliteten konstant, k, relaterer entropien af ​​statistisk mekanik med den klassiske termodynamiske entropi Clausius:

en dimensionsløs skalering entropi kunne vælges i mikroskopiske vilkår, der

Dette er en langt mere naturlig, og dette entropi nøjagtigt svarer til nulstille oplysningerne entropi videreudviklet af Claude Shannon.

Her, den karakteristiske energi kT, er den varme, der kræves for at øge entropien korrigeret for Nat.

Historie

Selvom Boltzmann først forbundet entropi og sandsynlighed i 1877, tilsyneladende han aldrig givet udtryk for forholdet gennem en særlig konstant, indtil Max Planck introduceret for første gang k, og tilbød en eksakt værdi i udledningen af ​​loven af sort legeme stråling i 1900-1901. Før 1900, har ligninger involverer Boltzmann faktorer ikke bruge energi pr molekyle eller Boltzmann konstant, men en form for gas konstant R og makroskopiske energier til makroskopiske mængder af stoffet. Den korte og symbolsk form af ligningen S = k log W på gravstenen af ​​graven af ​​Boltzmann er i virkeligheden på grund af Planck, Boltzmann ikke. Planck faktisk indført i samme papir, hvori han præsenterede t.

Som Planck skrev i sin takketale af Nobelprisen i 1920,

Disse "ejendommelige forhold" kan forstås, hvis vi husker en af ​​de store videnskabelige debatter tiden. Der var en enorm uenighed, i anden halvdel af det nittende århundrede, hvorvidt atomer og molekyler var "rigtige" eller hvis de var som s kun en heuristisk værktøj, nyttigt til fejlfinding. Der var også uenighed om, hvorvidt "kemiske molekyler" var de samme som de "fysiske molekyler". For at fortsætte med at læse citerer Planck 1920:

I 2013 National Physical Laboratory i England brugte målingerne af mikroovn og akustisk resonans til at bestemme lydhastigheden af ​​et monatomic gas i en triaksial ellipsoide kamera og beregne en mere nøjagtig værdi for den konstante, som en del af revisionen internationale enhedssystem. Den nye beregnede værdi var 1.380 651 56 x 10 JK, og forventes at blive accepteret af SIU efter en gennemgang.

Forrige artikel Bag It Up
Næste artikel Buddhisme