Постійна Больцмана
Зв'язок між температурою і енергією
В однорідному ідеальному газі. що знаходиться при абсолютній температурі T. енергія, яка припадає на кожну поступальну ступінь свободи. дорівнює, як випливає з розподілу Максвелла. k T / 2. При кімнатній температурі (300 К) ця енергія становить 2. 07 × 10 - 21 07 \ times 10 ^> Дж. Або 0,013 еВ. В одноатомних ідеальному газі кожен атом володіє трьома ступенями свободи, відповідними трьох просторових осях, що означає, що на кожен атом припадає енергія в 3 2 k T> kT>.
Знаючи теплову енергію, можна обчислити середньоквадратичне швидкість атомів, яка обернено пропорційна квадратному кореню атомної маси. Ефективне значення швидкість при кімнатній температурі змінюється від 1370 м / с для гелію до 240 м / с для ксенону. У разі молекулярного газу ситуація ускладнюється, наприклад, двоатомний газ має п'ять ступенів свободи (при низьких температурах, коли не викликаючи коливання атомів в молекулі).
Ентропія термодинамічної системи визначається як натуральний логарифм від числа різних микросостояний Z. які відповідають цій макроскопическому станом (наприклад, станом із заданою повною енергією).
Коефіцієнт пропорційності k і є постійна Больцмана. Це вираз, що визначає зв'язок між мікроскопічними (Z) і макроскопічними станами (S), висловлює центральну ідею статистичної механіки.
Передбачувана фіксація значення