קבוע בולצמן

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

קבוע בולצמן הוא קבוע פיזיקלי מתחום התרמודינמיקה הממיר יחידות של טמפרטורה ליחידות של אנרגיה. הקבוע נקרא על שמו של לודוויג בולצמן.

קבוע בולצמן נתון על ידי

$\ k_B = 1.38 \times 10^{-23} \ \mbox{joul} \ \mbox{kelvin} ^{-1} = 1.38 \times 10^{-16} \ \mbox{erg} \ \mbox{kelvin} ^{-1} = 8.6 \times 10^{-5} \ \mbox{eV} \ \mbox{kelvin} ^{-1}$

חשיבותו העיקרית של קבוע בולצמן היא היותו היחס שבין טמפרטורה בקלווין לאנרגיה:

$\ \epsilon = k_B T$

מאחר שבמערכות תרמיות גדולות הטמפרטורה היא מתכונתית לאנרגיה התרמית הממוצעת של המערכת, הקבוע מופיע בנוסחאות חשובות רבות בתרמודינמיקה.

למשל, נוסחאות אחדות של גז אידאלי אשר משתמשות בקבוע בולצמן:

$\ E_k = \frac{3}{2} N k_B T$ - נוסחת האנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיק בגז האידאלי- האנרגיה הקינטית של כל חלקיק שווה לטמפרטורה (בקלווין) כפול 1.5 כפול קבוע בולצמן.
$\ PV=N k_B T$ - משוואת המצב של גז האידאלי - נפח כפול לחץ שווה ערך למספר החלקיקים כפול קבוע בולצמן כפול הטמפרטורה (בקלווין).