Boltzmann-állandó

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Ludwig Boltzmann (Bécs, Osztrák Birodalom, 1844. február 20. – Duino (Trieszt közelében), 1906. szeptember 5.)
Ludwig Boltzmann (Bécs, Osztrák Birodalom, 1844. február 20. – Duino (Trieszt közelében), 1906. szeptember 5.)

A Boltzmann-állandó (k vagy kB) az a fizikai állandó amely a test hőmérséklete és az azt felépítő részecskék mozgási energiája közötti kapcsolatban szerepel.

Az osztrák fizikusról, Ludwig Boltzmannról nevezték el, akinek fontos szerepe volt a statisztikus fizika kialakulásában, melyben fontos szerepe van ennek az állandónak. Kísérletileg meghatározott értéke (SI egységekben, 2002-es CODATA adatok):

k = 1,380 6505(24)·10−23 joule/kelvin (8,617 343(15)·10−5 elektronvolt/kelvin).

A zárójelben szereplő számjegyek a mérés hibájára (standard deviáció) utalnak az utolsó két számjegyben.

[szerkesztés] Fizikai jelentősége

A k Boltzmann-állandó hidat jelent a makroszkópikus és a mikroszkópikus fizika között. Makroszkópikusan definiálhatunk egy gázskálát az abszolút hőmérsékletre, mely arányosan változik az ideális gáz p nyomásának és a V adott hőmérsékleten vett térfogatának szorzatával:

p V \propto T

A Boltzmann-állandó bevezetésével az egyenletet a molekulák mikroszkópikus tulajdonságaira vezethetjük vissza,

p V = N k T \,

ahol N a gázmolekulák száma, és k a Boltzmann-állandó. Ebből látható, hogy a kT meghatározó mennyisége a mikroszkópikus fizikának, amelynek energia dimenziója van, és meghatározza a molekulánkénti térfogat · nyomás szorzatot.