ค่าคงที่ k เท่ากัน ลุดวิก โบลต์ซมันน์: ความสำเร็จส่วนตัว

ความสัมพันธ์ที่กำหนดระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลุดวิก โบลต์ซมันน์ ซึ่งมีส่วนสำคัญในวิชาฟิสิกส์เชิงสถิติ โดยค่าคงที่นี้มีบทบาทสำคัญ ค่าทดลองในระบบหน่วยสากล (SI) คือ:

เจ/.

ตัวเลขในวงเล็บแสดงถึงข้อผิดพลาดมาตรฐานในหลักสุดท้ายของค่าปริมาณ ค่าคงที่ของ Boltzmannสามารถหาได้จากการหาค่าอุณหภูมิสัมบูรณ์และค่าคงที่ทางกายภาพอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การคำนวณค่าคงที่ของ Boltzmann โดยใช้หลักการแรกนั้นซับซ้อนเกินไปและเป็นไปไม่ได้กับสถานะความรู้ในปัจจุบัน ในระบบธรรมชาติของหน่วยพลังค์ จะมีการกำหนดหน่วยอุณหภูมิตามธรรมชาติเพื่อให้ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์เท่ากับความสามัคคี

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน

ในก๊าซอุดมคติที่เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิสัมบูรณ์ พลังงานต่อระดับความเป็นอิสระในการแปลแต่ละระดับจะเป็นดังนี้จากการกระจายตัวของแมกซ์เวลล์ ที่อุณหภูมิห้อง (300°C) พลังงานนี้คือ J หรือ 0.013 eV ในก๊าซอุดมคติเชิงเดี่ยว แต่ละอะตอมมีระดับความเป็นอิสระสามระดับซึ่งสอดคล้องกับแกนเชิงพื้นที่สามแกน ซึ่งหมายความว่าแต่ละอะตอมมีพลังงานเท่ากับ

รู้ พลังงานความร้อนเราสามารถคำนวณความเร็วเฉลี่ยรากของอะตอมซึ่งเป็นสัดส่วนผกผันได้ รากที่สอง มวลอะตอม- ความเร็วกำลังสองเฉลี่ยรากที่อุณหภูมิห้องแปรผันจาก 1370 m/s สำหรับฮีเลียม ถึง 240 m/s สำหรับซีนอน ในกรณีของก๊าซโมเลกุล สถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้น เช่น ก๊าซไดอะตอมมิกมีระดับความอิสระประมาณห้าระดับ

ความหมายของเอนโทรปี

เอนโทรปีของระบบอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดให้เป็นลอการิทึมธรรมชาติของจำนวนไมโครสเตตที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับสถานะมหภาคที่กำหนด (ตัวอย่างเช่น สถานะที่มีพลังงานทั้งหมดที่กำหนด)

ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนคือค่าคงที่ของ Boltzmann การแสดงออกนี้ซึ่งกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างกล้องจุลทรรศน์ () และสถานะมหภาค () เป็นการแสดงออกถึงแนวคิดหลักของกลศาสตร์ทางสถิติ

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

- (สัญลักษณ์ k) อัตราส่วนของค่าคงที่ GAS สากลต่อ AVOGADRO NUMBER เท่ากับ 1.381.10 23 จูลต่อองศาเคลวิน มันบ่งบอกถึงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ของอนุภาคก๊าซ (อะตอมหรือโมเลกุล) กับอุณหภูมิสัมบูรณ์.... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อพลังงานโดยทั่วไปค่าคงที่ของ EN Boltzmann ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

ค่าคงที่ของ Boltzmann- ค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ทางกายภาพที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลุดวิก โบลต์ซมันน์ ผู้สร้างคุณูปการสำคัญให้กับฟิสิกส์เชิงสถิติ ซึ่งค่าคงที่นี้ ... อธิบาย พจนานุกรมภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซียเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยี - ม.

ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์- Bolcmano konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: อังกฤษ vok คงที่ของ Boltzmann โบลต์ซมันน์ คอนสแตนเต้, f; โบลต์ซมันน์เชอ คอนสแตนเต, รัสเซี่ยน. ค่าคงที่ Boltzmann, f pran Constante de Boltzmann, f … Fizikos สิ้นสุด žodynas

ความสัมพันธ์ S k lnW ระหว่างเอนโทรปี S และความน่าจะเป็นทางอุณหพลศาสตร์ W (ค่าคงที่ k Boltzmann) การตีความทางสถิติของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์เป็นไปตามหลักการของ Boltzmann: กระบวนการทางธรรมชาติพยายามแปลอุณหพลศาสตร์......

- (การกระจายของ Maxwell Boltzmann) การกระจายสมดุลของอนุภาคก๊าซในอุดมคติด้วยพลังงาน (E) ในสนามแรงภายนอก (เช่น ในสนามโน้มถ่วง) ถูกกำหนดโดยฟังก์ชันการกระจาย f e E/kT โดยที่ E คือผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

อย่าสับสนกับค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ของสเตฟาน โบลต์ซมันน์ (รวมถึงค่าคงที่ของสเตฟานด้วย) ค่าคงที่ทางกายภาพที่เป็นค่าคงที่ของสัดส่วนในกฎของสเตฟาน โบลต์ซมันน์: พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยพื้นที่... Wikipedia

ความหมาย มิติคงที่ 1.380 6504(24)×10−23 J K−1 8.617 343(15)×10−5 eV K−1 1.3807×10−16 erg K−1 ค่าคงที่ทางกายภาพของ Boltzmann (k หรือ kb) ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่กำหนดระหว่างอุณหภูมิกับ พลังงาน. ตั้งชื่อตามชาวออสเตรีย... ... Wikipedia

การกระจายสมดุลทางสถิติทำหน้าที่เหนือโมเมนต้าและพิกัดของอนุภาคของก๊าซในอุดมคติ ซึ่งโมเลกุลเป็นไปตามรูปแบบคลาสสิก กลศาสตร์ในสนามศักย์ภายนอก: นี่คือค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ (ค่าคงที่สากล) สัมบูรณ์... ... สารานุกรมคณิตศาสตร์

หนังสือ

• จักรวาลและฟิสิกส์ที่ไม่มี “พลังงานมืด” (การค้นพบ ความคิด สมมติฐาน) ใน 2 เล่ม เล่มที่ 1 O. G. Smirnov หนังสือเล่มนี้อุทิศให้กับปัญหาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มีอยู่ในวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลาหลายสิบปีตั้งแต่ G. Galileo, I. Newton, A. Einstein จนถึงปัจจุบัน อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารและดาวเคราะห์ ดวงดาว และ...

วางแผน:

การแนะนำ

• 1 ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน
• 2 ความหมายของเอนโทรปี
หมายเหตุ

การแนะนำ

ค่าคงที่ของ Boltzmann (เคหรือ เค B) คือค่าคงที่ทางกายภาพที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลุดวิก โบลต์ซมันน์ ซึ่งมีส่วนสำคัญในวิชาฟิสิกส์เชิงสถิติ โดยค่าคงที่นี้มีบทบาทสำคัญ ค่าทดลองในระบบ SI คือ

เจ/เค

ตัวเลขในวงเล็บแสดงถึงข้อผิดพลาดมาตรฐานในหลักสุดท้ายของค่าปริมาณ ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์สามารถหาได้จากคำจำกัดความของอุณหภูมิสัมบูรณ์และค่าคงที่ทางกายภาพอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การคำนวณค่าคงที่ของ Boltzmann โดยใช้หลักการแรกนั้นซับซ้อนเกินไปและเป็นไปไม่ได้กับสถานะความรู้ในปัจจุบัน ในระบบธรรมชาติของหน่วยพลังค์ จะมีการกำหนดหน่วยอุณหภูมิตามธรรมชาติเพื่อให้ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์เท่ากับความสามัคคี

ค่าคงที่ก๊าซสากลถูกกำหนดให้เป็นผลคูณของค่าคงที่ของ Boltzmann และจำนวน Avogadro ร = เคเอ็นก- ค่าคงที่ของก๊าซจะสะดวกกว่าเมื่อระบุจำนวนอนุภาคเป็นโมล

1. ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน

ในก๊าซอุดมคติที่เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิสัมบูรณ์ ตพลังงานต่อระดับความเป็นอิสระในการแปลแต่ละระดับจะเท่ากัน ดังนี้ จากการกระจายตัวของแมกซ์เวลล์ เคต/ 2 . ที่อุณหภูมิห้อง (300 K) พลังงานนี้คือ J หรือ 0.013 eV ในก๊าซอุดมคติเชิงเดี่ยว แต่ละอะตอมมีระดับความเป็นอิสระสามระดับซึ่งสอดคล้องกับแกนเชิงพื้นที่สามแกน ซึ่งหมายความว่าแต่ละอะตอมมีพลังงานเท่ากับ

เมื่อทราบพลังงานความร้อนแล้ว เราสามารถคำนวณความเร็วเฉลี่ยกำลังสองของรากของอะตอมได้ ซึ่งเป็นสัดส่วนผกผันกับรากที่สองของมวลอะตอม ความเร็วกำลังสองเฉลี่ยรากที่อุณหภูมิห้องแปรผันจาก 1370 m/s สำหรับฮีเลียม ถึง 240 m/s สำหรับซีนอน ในกรณีของก๊าซโมเลกุล สถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้น เช่น ก๊าซไดอะตอมมิกมีระดับความอิสระประมาณห้าระดับอยู่แล้ว

2. คำจำกัดความของเอนโทรปี

เอนโทรปีของระบบอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดให้เป็นลอการิทึมธรรมชาติของจำนวนไมโครสเตตต่างๆ ซีซึ่งสอดคล้องกับสถานะมหภาคที่กำหนด (เช่น สถานะที่มีพลังงานทั้งหมดที่กำหนด)

ส = เค ln ซี.

ปัจจัยสัดส่วน เคและเป็นค่าคงที่ของ Boltzmann นี่คือการแสดงออกที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างกล้องจุลทรรศน์ ( ซี) และสถานะมหภาค ( ส) เป็นการแสดงออกถึงแนวคิดหลักของกลศาสตร์ทางสถิติ

หมายเหตุ

1. 1 2 3 http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt - Physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน - รายการที่สมบูรณ์

ดาวน์โหลด
บทคัดย่อนี้อ้างอิงจากบทความจากวิกิพีเดียภาษารัสเซีย การซิงโครไนซ์เสร็จสมบูรณ์ 07/10/11 01:04:29 น
บทคัดย่อที่คล้ายกัน:

ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์สร้างสะพานเชื่อมจากจักรวาลมหภาคไปยังพิภพเล็ก โดยเชื่อมโยงอุณหภูมิกับพลังงานจลน์ของโมเลกุล

ลุดวิก โบลต์ซมันน์ เป็นหนึ่งในผู้สร้างทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุลของก๊าซ ซึ่ง ภาพวาดสมัยใหม่ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลในด้านหนึ่งกับคุณสมบัติมหภาคของสสาร เช่น อุณหภูมิและความดัน อีกด้านหนึ่ง ในภาพนี้ แรงดันแก๊สถูกกำหนดโดยการกระแทกแบบยืดหยุ่นของโมเลกุลของแก๊สบนผนังของถัง และอุณหภูมิจะถูกกำหนดโดยความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล (หรือพลังงานจลน์ของพวกมันจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น) อุณหภูมิที่สูงขึ้น

ค่าคงที่ของ Boltzmann ทำให้สามารถเชื่อมโยงคุณลักษณะของไมโครเวิลด์กับลักษณะของมาโครเวิลด์ได้โดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการอ่านเทอร์โมมิเตอร์ นี่คือสูตรสำคัญที่สร้างความสัมพันธ์นี้:

1/2 MV 2 = เคที

ที่ไหน มและ วี—ตามลำดับมวลและ ความเร็วเฉลี่ยการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซ ตคืออุณหภูมิของก๊าซ (ในระดับเคลวินสัมบูรณ์) และ เค —ค่าคงที่ของ Boltzmann สมการนี้เชื่อมช่องว่างระหว่างโลกทั้งสองโดยเชื่อมโยงคุณลักษณะของระดับอะตอม (ด้านซ้าย) กับ คุณสมบัติเชิงปริมาตร(ทางด้านขวา) ซึ่งสามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือของมนุษย์ ในกรณีนี้คือ เทอร์โมมิเตอร์ การเชื่อมต่อนี้จัดทำโดยค่าคงที่ Boltzmann เคเท่ากับ 1.38 x 10 -23 J/K

สาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์ของไมโครเวิลด์และมาโครเวิลด์เรียกว่า กลศาสตร์ทางสถิติแทบจะไม่มีสมการหรือสูตรใดเลยในส่วนนี้ที่ไม่รวมถึงค่าคงที่ของ Boltzmann หนึ่งในความสัมพันธ์เหล่านี้ได้มาจากชาวออสเตรียเองและเรียกง่ายๆว่า สมการโบลต์ซมันน์:

ส = เคบันทึก พี + ข

ที่ไหน ส—เอนโทรปีของระบบ ( ซม.กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์) พี- ที่เรียกว่า น้ำหนักทางสถิติ(องค์ประกอบที่สำคัญมากของแนวทางทางสถิติ) และ ข- ค่าคงที่อื่น

ตลอดชีวิตของเขา Ludwig Boltzmann นำหน้าเวลาของเขาอย่างแท้จริงโดยพัฒนารากฐานของทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่ของโครงสร้างของสสารเข้าสู่ข้อพิพาทที่ดุเดือดกับชุมชนวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ที่อนุรักษ์นิยมอย่างล้นหลามในสมัยของเขาซึ่งถือว่าอะตอมเป็นเพียงแบบแผน สะดวกสำหรับการคำนวณ แต่ไม่ใช่วัตถุ โลกแห่งความเป็นจริง- เมื่อวิธีการทางสถิติของเขาไม่ตรงกับความเข้าใจแม้แต่น้อยแม้หลังจากการปรากฏตัว ทฤษฎีพิเศษทฤษฎีสัมพัทธภาพ Boltzmann ฆ่าตัวตายในช่วงเวลาแห่งความหดหู่ใจ สมการของ Boltzmann ถูกจารึกไว้บนป้ายหลุมศพของเขา

โบลต์ซมันน์, 1844-1906

นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย เกิดที่กรุงเวียนนาในครอบครัวข้าราชการ เคยศึกษาที่มหาวิทยาลัยเวียนนาในหลักสูตรเดียวกันกับโจเซฟ สเตฟาน ( ซม.กฎหมายสเตฟาน-โบลต์ซมันน์) หลังจากปกป้องตัวเองในปี พ.ศ. 2409 เขายังคงทำงานด้านวิทยาศาสตร์ต่อไปโดยดำรงตำแหน่งต่างๆ เวลาที่ต่างกันตำแหน่งศาสตราจารย์ในภาควิชาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยกราซ เวียนนา มิวนิก และไลพ์ซิก ในฐานะหนึ่งในผู้แสดงหลักความเป็นจริงของการดำรงอยู่ของอะตอม เขาได้ค้นพบทางทฤษฎีที่โดดเด่นหลายประการ ซึ่งให้ความกระจ่างว่าปรากฏการณ์ในระดับอะตอมส่งผลกระทบอย่างไร คุณสมบัติทางกายภาพและพฤติกรรมของสสาร

ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์ (k (\displaystyle k)หรือ k B (\displaystyle k_(\rm (B)))) - ค่าคงที่ทางกายภาพที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลุดวิก โบลต์ซมันน์ ซึ่งมีส่วนสำคัญในวิชาฟิสิกส์เชิงสถิติ โดยค่าคงที่นี้มีบทบาทสำคัญ ค่าทดลองในระบบหน่วยสากล (SI) คือ:

k = 1.380 648 52 (79) × 10 − 23 (\displaystyle k=1(,)380\,648\,52(79)\times 10^(-23))เจ/.

ตัวเลขในวงเล็บแสดงถึงข้อผิดพลาดมาตรฐานในหลักสุดท้ายของค่าปริมาณ

YouTube สารานุกรม

1 / 3

√ การแผ่รังสีความร้อน กฎหมายสเตฟาน-โบลต์ซมันน์

ú™ รูปแบบการกระจายของ Boltzmann

√ ฟิสิกส์ MKT: สมการ Mendeleev-Clapeyron สำหรับก๊าซในอุดมคติ ศูนย์การเรียนรู้ออนไลน์ Foxford

คำบรรยาย

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน

ในก๊าซอุดมคติที่เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิสัมบูรณ์ T (\displaystyle T)พลังงานต่อระดับความเป็นอิสระในการแปลแต่ละระดับจะเท่ากัน ดังนี้จากการกระจายตัวของแมกซ์เวลล์ k T / 2 (\displaystyle kT/2)- ที่อุณหภูมิห้อง (300 ) พลังงานนี้คือ 2 , 07 × 10 − 21 (\รูปแบบการแสดงผล 2(,)07\คูณ 10^(-21))เจ หรือ 0.013 eV ในก๊าซอุดมคติเชิงเดี่ยว แต่ละอะตอมมีระดับความเป็นอิสระสามระดับซึ่งสอดคล้องกับแกนเชิงพื้นที่สามแกน ซึ่งหมายความว่าแต่ละอะตอมมีพลังงาน 3 2 k T (\displaystyle (\frac (3)(2))kT).

เมื่อทราบพลังงานความร้อนแล้ว เราสามารถคำนวณความเร็วเฉลี่ยกำลังสองของรากของอะตอมได้ ซึ่งเป็นสัดส่วนผกผันกับรากที่สองของมวลอะตอม ความเร็วกำลังสองเฉลี่ยรากที่อุณหภูมิห้องแปรผันจาก 1370 m/s สำหรับฮีเลียม ถึง 240 m/s สำหรับซีนอน ในกรณีของก๊าซโมเลกุล สถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้น เช่น ก๊าซไดอะตอมมิกมีระดับความอิสระ 5 ระดับ (ที่ อุณหภูมิต่ำเมื่อการสั่นสะเทือนของอะตอมในโมเลกุลไม่ตื่นเต้น)

ความหมายของเอนโทรปี

เอนโทรปีของระบบอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดให้เป็นลอการิทึมธรรมชาติของจำนวนไมโครสเตตต่างๆ Z (\displaystyle Z)ซึ่งสอดคล้องกับสถานะมหภาคที่กำหนด (เช่น สถานะที่มีพลังงานทั้งหมดที่กำหนด)

S = k ln ⁡ Z .

ปัจจัยสัดส่วน k (\displaystyle k)(\displaystyle S=k\ln Z) Z (\displaystyle Z)และเป็นค่าคงที่ของ Boltzmann นี่คือการแสดงออกที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างกล้องจุลทรรศน์ ( ) และสถานะมหภาค (เอส (\displaystyle S)

) เป็นการแสดงออกถึงแนวคิดหลักของกลศาสตร์ทางสถิติ

การคงมูลค่าที่สันนิษฐานไว้ การประชุมใหญ่สามัญว่าด้วยน้ำหนักและมาตรการ ครั้งที่ XXIV ซึ่งจัดขึ้นในวันที่ 17-21 ตุลาคม พ.ศ. 2554 ได้มีมติรับรองซึ่งนอกเหนือจากสิ่งอื่นใด ยังได้เสนอให้มีการแก้ไขในอนาคตระบบสากล หน่วยที่ผลิตในลักษณะที่จะกำหนดค่าคงที่ของ Boltzmann หลังจากนั้นจะถือว่าแน่นอนอย่างแน่นอน - เป็นผลให้มันจะถูกดำเนินการที่แน่นอน เคความเท่าเทียมกัน

=1.380 6X⋅10 −23 J/K โดยที่ X หมายถึงตัวเลขที่มีนัยสำคัญตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ซึ่งจะถูกกำหนดเพิ่มเติมตามคำแนะนำของ CODATA ที่แม่นยำที่สุด การตรึงที่ถูกกล่าวหานี้เกี่ยวข้องกับความปรารถนาที่จะกำหนดหน่วยของอุณหภูมิเคลวินทางอุณหพลศาสตร์ใหม่ โดยเชื่อมโยงค่าของมันกับค่าคงที่ของ Boltzmann เคในบรรดาค่าคงที่พื้นฐาน ค่าคงที่ของ Boltzmann ครอบครองสถานที่พิเศษ ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2442 เอ็ม. พลังค์เสนอค่าคงที่ตัวเลขสี่ค่าต่อไปนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างฟิสิกส์ที่เป็นเอกภาพ: ความเร็วแสงค , ควอนตัมของการกระทำชม. , ค่าคงที่โน้มถ่วงช เคและค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ - ในบรรดาค่าคงที่เหล่านี้ k อยู่ในตำแหน่งพิเศษ มันไม่ได้กำหนดกระบวนการทางกายภาพเบื้องต้นและไม่รวมอยู่ในหลักการพื้นฐานของพลศาสตร์ แต่สร้างการเชื่อมโยงระหว่างปรากฏการณ์ไดนามิกด้วยกล้องจุลทรรศน์และลักษณะมหภาคของสถานะของอนุภาค เธอยังรวมอยู่ในนั้นด้วยกฎหมายพื้นฐาน สธรรมชาติที่เชื่อมโยงเอนโทรปีของระบบ ด้วยความน่าจะเป็นทางอุณหพลศาสตร์ของสถานะ:

ว

S=klnW (สูตรโบลต์ซมันน์) และกำหนดทิศทางของกระบวนการทางกายภาพในธรรมชาติ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความจริงที่ว่าลักษณะของค่าคงที่ Boltzmann ในสูตรเฉพาะแต่ละครั้งที่เธอระบุลักษณะทางสถิติของปรากฏการณ์ที่เธออธิบายอย่างชัดเจน การทำความเข้าใจแก่นแท้ทางกายภาพของค่าคงที่ของ Boltzmann จำเป็นต้องเปิดเผยชั้นฟิสิกส์ขนาดมหึมา - สถิติและอุณหพลศาสตร์ ทฤษฎีวิวัฒนาการและจักรวาลวิทยา

การวิจัยโดย L. Boltzmann

ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2409 ผลงานของนักทฤษฎีชาวออสเตรีย L. Boltzmann ได้รับการตีพิมพ์ทีละคน ในนั้นทฤษฎีทางสถิติได้รับรากฐานที่มั่นคงจนกลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของกลุ่มอนุภาค

แม็กซ์เวลล์ได้รับการกระจายสำหรับกรณีที่ง่ายที่สุดของก๊าซในอุดมคติที่มีอะตอมเดี่ยว ในปี ค.ศ. 1868 โบลต์ซมันน์ได้แสดงให้เห็นว่าก๊าซโพลีอะตอมมิกในสภาวะสมดุลจะถูกอธิบายโดยการกระจายของแมกซ์เวลล์ด้วย

Boltzmann พัฒนาแนวคิดในงานของ Clausius ที่ว่าโมเลกุลของก๊าซไม่สามารถแยกออกจากกันได้ จุดวัสดุ- คุณ โมเลกุลโพลีอะตอมมิกนอกจากนี้ยังมีการหมุนของโมเลกุลโดยรวมและการสั่นของอะตอมที่เป็นส่วนประกอบด้วย เขาแนะนำจำนวนระดับความเป็นอิสระของโมเลกุลว่าเป็นจำนวน "ตัวแปรที่จำเป็นในการกำหนดตำแหน่งของทั้งหมด ส่วนประกอบโมเลกุลในอวกาศและตำแหน่งที่สัมพันธ์กัน” และแสดงให้เห็นว่าจากข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับความจุความร้อนของก๊าซ การกระจายพลังงานที่สม่ำเสมอระหว่างระดับความเป็นอิสระที่แตกต่างกันจะตามมา อิสรภาพแต่ละระดับมีพลังงานเท่ากัน

Boltzmann เชื่อมโยงคุณลักษณะของโลกใบเล็กเข้ากับลักษณะของโลกใบใหญ่โดยตรง นี่คือสูตรสำคัญที่สร้างความสัมพันธ์นี้:

1/2 มิลลิโวลต์2 = กิโลตัน

ที่ไหน มและ โวลต์- ตามลำดับมวลและความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซ ต- อุณหภูมิของก๊าซ (ในระดับเคลวินสัมบูรณ์) และ เค- ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ สมการนี้เชื่อมช่องว่างระหว่างโลกทั้งสอง โดยเชื่อมโยงคุณสมบัติระดับอะตอม (ทางด้านซ้าย) กับคุณสมบัติมวลรวม (ทางด้านขวา) ที่สามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือของมนุษย์ ในกรณีนี้คือเทอร์โมมิเตอร์ ความสัมพันธ์นี้ได้มาจากค่าคงที่ k ของ Boltzmann เท่ากับ 1.38 x 10-23 J/K

เมื่อจบการสนทนาเกี่ยวกับค่าคงที่ของ Boltzmann ฉันอยากจะเน้นย้ำถึงความสำคัญพื้นฐานของวิทยาศาสตร์อีกครั้ง ประกอบด้วยฟิสิกส์จำนวนมหาศาล - อะตอมมิกส์และทฤษฎีโมเลกุล - จลนศาสตร์ของโครงสร้างของสสาร, ทฤษฎีทางสถิติและสาระสำคัญของกระบวนการทางความร้อน การศึกษาความไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมของกระบวนการทางความร้อนได้เผยให้เห็นถึงธรรมชาติ วิวัฒนาการทางกายภาพเข้มข้นในสูตรโบลทซ์มันน์ S=klnW.ควรเน้นย้ำว่าตำแหน่งที่ระบบปิดจะถึงสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ไม่ช้าก็เร็วนั้นใช้ได้เฉพาะกับระบบและระบบที่แยกออกมาภายใต้สภาวะภายนอกที่อยู่กับที่เท่านั้น กระบวนการต่างๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในจักรวาลของเรา ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงพื้นที่ของมัน ความไม่คงที่ของจักรวาลย่อมนำไปสู่การขาดสมดุลทางสถิติในนั้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้