Boltzmannova konstanta

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Definice entropie pomocí Boltzmannovy konstanty coby epitaf na hrobě Ludwiga Boltzmanna

Boltzmannova konstanta vyjadřuje vztah mezi teplotou a energií plynu. Vyjadřuje množství energie potřebné k zahřátí jedné částice ideálního plynu o jeden kelvin. Boltzmannova konstanta také úzce souvisí s entropií, protože stejně jako u entropie jde o množství energie na určitou teplotu. Byla pojmenována po rakouském fyzikovi Ludwigu Boltzmannovi, který se významně podílel na rozvoji statistické fyziky, kde tato konstanta hraje klíčovou roli.

Značení a hodnota[editovat | editovat zdroj]

  • Značka konstanty: k nebo kB
  • Hodnota:[1] k = (1,380 6488 ± 0,000 0013) × 10-23 J·K-1
= (8,617 3324 ± 0,000 0078) × 10-5 eV/K

Použití[editovat | editovat zdroj]

Vynásobením Boltzmannovy a Avogadrovy konstanty dostaneme univerzální plynovou konstantu, která udává totéž pro látkové množství jednoho molu. Díky tomu můžeme vyjádřit stavovou rovnici ideálního plynu dvěma způsoby:

pV=nRT=NkT

kde n je látkové množství, N je počet částic daného množství a p, V a T jsou stavové podmínky. Díky tomuto vyjádření můžeme snadno vidět, že pV součin představuje energii částic ideálního plynu (u reálného plynu bychom museli použít jiných čísel, než Boltzmannovy konstanty a taky místo pV součinu bychom museli dosadit složitější vztah pro úhrnnou energii reálných částic).

Pak má také Boltzmannova konstanta roli ve statistické fyzice. Můžeme pomocí ní vyjadřovat entropii a také hraje roli ve fyzice polovodičů, protože se pomocí ní dá vyjádřit množství tepelné energie rozdělované mezi elektrony, která vytváří potenciál způsobující tzv. tepelné napětí (viz Polovodičová dioda).

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. MOHR, Peter J.; TAYLOR, Barry N.; NEWELL, David B.. CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010. Reviews of Modern Physics [online]. 2012, svazek 84, čís. 4, kapitola X. Thermal Physics Quantities, B. Boltzmann constant k and quotient k/h, table XLI., s. 1566, 1590. Dostupné online. PDF: [1].PDF: [2]. DOI:10.1103/RevModPhys.84.1527.  (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]