Болцман тұрақтысы: Температура мен энергия арасындағы қатынас
Boltzmann constant
Болцман тұрақтысы: температура мен энергия арасындағы пропорционалдық коэффициент. Қасиеттері, бірліктері (Дж/К, эВ/К) және газ заңдарымен байланысы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Физикалық константа бөлшектің кинетикалық энергиясын температурамен байланыстырады.
Physical constant relating particle kinetic energy with temperature
Макроскопиялық тұрғыдан алғанда, идеал газ заңы идеал газ үшін қысымның *p* және көлемнің *V* көбейтіндісі, зат мөлшерінің *n* және абсолюттік температураның *T* көбейтіндісіне пропорционалды:
Macroscopically, the ideal gas law states that, for an ideal gas, the product of pressure p and volume V is proportional to the product of amount of substance n and absolute temperature T:
мұнда *R* – молярлық газ константасы (8.31446261815324). Болцман константасын молекулаға шаққандағы газ константасы ретінде енгізу (*N<sub>A</sub>* – Авогадро константасы) идеал газ заңын келесідей түрге келтіреді:
where R is the molar gas constant (8.31446261815324). Introducing the Boltzmann constant as the gas constant per molecule (being NA the Avogadro constant) transforms the ideal gas law into an alternative form:
мұнда *N* – газ молекулаларының саны.
where N is the number of molecules of gas.
Әр түрлі бірліктердегі құны
k бірліктерінің мәндері Ескертулер 1.380649 J/K SI анықтамасы бойынша, J/K = m2⋅kg/(s2⋅K) SI базалық бірліктерінде 8.617333262 eV/K † 2.083661912 Hz/K (k/h) † 1.380649 erg/K CGS жүйесі, 1 erg = 1 3.297623483 cal/K † 1 калория = 4.1868 1.832013046 cal/°R † 5.657302466 ft⋅lb/°R † 0.695034800 cm−1/K (k/(hc)) † 3.166811563 Eh/K (Eh = хартри) 1.987204259 kcal/(mol⋅K) (kNA) † 8.314462618 kJ/(mol⋅K) (kNA) † −228.5991672 dB(W/K/Hz) 10 log10(k/(1 W/K/Hz)),† жылу шуының есептеулерінде қолданылады 1.536179187 kg/K k/c^(2), мұнда c – жарық жылдамдығы
Values of k Units Comments 1.380649 J/K SI by definition, J/K = m2⋅kg/(s2⋅K) in SI base units 8.617333262 eV/K † 2.083661912 Hz/K (k/h) † 1.380649 erg/K CGS system, 1 erg = 1 3.297623483 cal/K † 1 calorie = 4.1868 1.832013046 cal/°R † 5.657302466 ft lb/°R † 0.695034800 cm−1/K (k/(hc)) †3.166811563Eh/K(Eh = hartree) 1.987204259 kcal/(mol⋅K) (kNA) † 8.314462618 kJ/(mol⋅K) (kNA) † −228.5991672 dB(W/K/Hz) 10 log10(k/(1 W/K/Hz)),† used for thermal noise calculations 1.536179187 kg/K k/c^(2), where c is the speed of light
†Мән нақты, бірақ шекті ондық сан түрінде жазылмайды; тек 9 ондық таңбаға дейін жуықтатылды. k температура мен энергия арасындағы пропорционалдық фактор болғандықтан, оның сандық мәні энергия мен температура бірліктерін таңдауға байланысты. SI бірліктеріндегі Болцман тұрақтысының кішкентай сандық мәні 1 K температураның өзгеруі бөлшектің энергиясын аздап өзгертеді дегенді білдіреді. 1 өзгерісі 1 өзгерісімен бірдей деп анықталады. kT сипаттамалық энергиясы көптеген физикалық қатынастарда кездесетін термин. Болцман тұрақтысы толқын ұзындығы мен температура арасындағы байланысты белгілейді (hc/k толқын ұзындығына бөлінуі температураны береді), бір микрометр 14387.777-ге байланысты, сондай-ақ кернеу мен температура арасындағы байланыс (kT eV бірліктерінде кернеуге сәйкес келеді), бір вольт 11604.518-ге байланысты. Бұл екі температураның қатынасы 14387.777 / 11604.518 ≈ 1.239842, eV⋅μm бірліктеріндегі hc сандық мәні.
†The value is exact but not expressible as a finite decimal; approximated to 9 decimal places only. Since k is a proportionality factor between temperature and energy, its numerical value depends on the choice of units for energy and temperature. The small numerical value of the Boltzmann constant in SI units means a change in temperature by 1 K only changes a particle's energy by a small amount. A change of 1 is defined to be the same as a change of 1. The characteristic energy kT is a term encountered in many physical relationships. The Boltzmann constant sets up a relationship between wavelength and temperature (dividing hc/k by a wavelength gives a temperature) with one micrometer being related to 14387.777, and also a relationship between voltage and temperature (kT in units of eV corresponds to a voltage) with one volt being related to 11604.518. The ratio of these two temperatures, 14387.777 / 11604.518 ≈ 1.239842, is the numerical value of hc in units of eV⋅μm.