Стала Больцмана

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Значення k[1] Одиниці
1.3806488(13)×10−23 Дж·K−1
8.617 3324(78)×10-5 еВ·K−1
1.3806488(13)×10−16 ерг·K−1

Ста́ла Бо́льцмана (k або k_B) — фізична стала, що визначає зв'язок між температурою та енергією. Названа на честь австрійського фізика Людвіга Больцмана, який зробив великий вклад в статистичну фізику, у якій ця стала займає ключову позицію. Її експериментальне значення в системі СІ дорівнює[2]

k= 1.3806488(13)×10−23 Дж·K−1

Числа у круглих дужках вказують стандартну похибку в останніх цифрах значення величини. В принципі, сталу Больцмана можна отримати з визначення абсолютної температури та інших фізичних констант (для цього потрібно вміти розрахувати з перших принципів температуру потрійної точки води). Але визначення сталої Больцмана за допомогою основних принципів занадто складне і нереальне при сучасному розвитку знань у цій галузі.

Стала Больцмана — зайва фізична стала, якщо вимірювати температуру в одиницях енергії, що дуже часто робиться в фізиці. Вона є, власне, зв'язком між добре визначеною величиною — енергією і градусом, значення якого склалося історично.

Зв'язок з ентропією[ред.ред. код]

Ентропія S термодинамічної системи визначається як натуральний логарифм від числа різних мікростанів L, що відповідають даному макроскопічному стану (наприклад, стану з заданою повною енергією).

S = k \, \ln \Gamma \,

Коефіцієнт пропорційності k і є сталою Больцмана. Цей вираз, що визначає зв'язок між мікроскопічними (L) та макроскопічними (S) характеристиками, виражає головну (центральну) ідею статистичної механіки.

Виноски[ред.ред. код]

  1. P.J. Mohr, B.N. Taylor, and D.B. Newell (2011), "The 2010 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants" (Web Version 6.0). This database was developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova. Available: http://physics.nist.gov/constants [Thursday, 02-Jun-2011 21:00:12 EDT]. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899.
  2. Mohr Peter J., Taylor, Barry N.; Newell, David B. CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006 // Rev. Mod. Phys.. — 80 (2008) С. 633–730. DOI:10.1103/RevModPhys.80.633. Direct link to value.