Otevřít hlavní menu
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.

Obsah

Značení a hodnotaEditovat

  • Značka konstanty: k nebo kB
  • Po redefinici SI je od r. 2019 její hodnota pevně stanovenou konstantou:
k = 1,380 649×10−23 J·K-1 (přesně)[1],
resp. v elektronvoltech na kelvin:
k = 8,617 333 262…×10−5 eV/K (přesně)[1]

PoužitíEditovat

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:

 

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 dioda).

ReferenceEditovat

  1. a b Fundamental Physical Constatnts; 2018 CODATA recommended values. NIST, květen 2019. Dostupné online, PDF (anglicky)

Související článkyEditovat