หน่วยวัดคงที่ของ Boltzmann อยู่ในหน่วย si ลุดวิก โบลต์ซมันน์: ความสำเร็จส่วนตัว การคงมูลค่าที่สันนิษฐานไว้

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 — ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์- 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

✪ Maxwell - การกระจาย Boltzmann (ตอนที่ 6) | อุณหพลศาสตร์ | ฟิสิกส์

√ บทเรียน 433 เอฟเฟกต์ภาพถ่าย กฎของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

út วิธีเปลี่ยนขาวเป็นดำ เป็นธรรมชาติ!

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).

รู้ พลังงานความร้อนเราสามารถคำนวณความเร็วเฉลี่ยรากของอะตอมซึ่งเป็นสัดส่วนผกผันได้ รากที่สอง มวลอะตอม- 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 .

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

) เป็นการแสดงออกถึงแนวคิดหลักของกลศาสตร์ทางสถิติ

การคงมูลค่าที่สันนิษฐานไว้ การประชุมใหญ่สามัญว่าด้วยการชั่งน้ำหนักและมาตรการ ครั้งที่ XXIV ซึ่งจัดขึ้นในวันที่ 17-21 ตุลาคม พ.ศ. 2554 ได้มีมติที่เสนอโดยเฉพาะอย่างยิ่งว่า การแก้ไขระบบหน่วยระหว่างประเทศในอนาคตควรดำเนินการในลักษณะที่จะ แก้ไขค่าคงที่ของ Boltzmann หลังจากนั้นจะถือว่าแน่นอนอย่างแน่นอน - เป็นผลให้มันจะถูกดำเนินการที่แน่นอน เคความเท่าเทียมกัน

=1.380 6X⋅10 −23 J/K โดยที่ X หมายถึงตัวเลขที่มีนัยสำคัญตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ซึ่งจะถูกกำหนดเพิ่มเติมตามคำแนะนำของ CODATA ที่แม่นยำที่สุด การตรึงที่ถูกกล่าวหานี้เกี่ยวข้องกับความปรารถนาที่จะกำหนดหน่วยของอุณหภูมิเคลวินทางอุณหพลศาสตร์ใหม่ โดยเชื่อมโยงค่าของมันกับค่าคงที่ของ Boltzmannโบลต์ซมันน์ ลุดวิก (1844-1906) - นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียผู้ยิ่งใหญ่ หนึ่งในผู้ก่อตั้งทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล ในงานของ Boltzmann ทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุลปรากฏครั้งแรกในฐานะทฤษฎีทางกายภาพที่สอดคล้องกันในเชิงตรรกะ Boltzmann ให้การตีความทางสถิติของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เขาได้ทำมากมายเพื่อพัฒนาและเผยแพร่ทฤษฎีนี้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า

แม็กซ์เวลล์. นักสู้โดยธรรมชาติ Boltzmann ปกป้องความจำเป็นในการตีความระดับโมเลกุลของปรากฏการณ์ทางความร้อนและแบกรับความหนักหน่วงในการต่อสู้กับนักวิทยาศาสตร์ที่ปฏิเสธการมีอยู่ของโมเลกุล สมการ (4.5.3) รวมถึงความสัมพันธ์ของค่าคงที่ก๊าซสากล ร ถึงค่าคงที่ของอโวกาโดร เอ็น . ก

อัตราส่วนนี้จะเท่ากันสำหรับสารทั้งหมด มันถูกเรียกว่าค่าคงที่ Boltzmann เพื่อเป็นเกียรติแก่ L. Boltzmann หนึ่งในผู้ก่อตั้งทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล

(4.5.4)

ค่าคงที่ของ Boltzmann คือ:

(4.5.5)

สมการ (4.5.3) โดยคำนึงถึงค่าคงที่ของ Boltzmann เขียนได้ดังนี้:

ในอดีต อุณหภูมิถูกนำมาใช้ครั้งแรกเป็นปริมาณทางอุณหพลศาสตร์ และมีหน่วยการวัดถูกกำหนดขึ้น - องศา (ดูมาตรา 3.2) หลังจากสร้างการเชื่อมโยงระหว่างอุณหภูมิกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแล้ว ก็เห็นได้ชัดว่าอุณหภูมิสามารถกำหนดเป็นพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลและแสดงเป็นจูลหรือเอิร์ก กล่าวคือ แทนที่จะเป็นปริมาณ ตป้อนค่า ต*อย่างนั้น

อุณหภูมิที่กำหนดจึงสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่แสดงเป็นองศาดังนี้

ดังนั้น ค่าคงที่ของ Boltzmann จึงถือเป็นปริมาณที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิซึ่งแสดงเป็นหน่วยพลังงานกับอุณหภูมิโดยแสดงเป็นองศา

การขึ้นอยู่กับแรงดันแก๊สต่อความเข้มข้นของโมเลกุลและอุณหภูมิ

มีการแสดงออก อีจากความสัมพันธ์ (4.5.5) และแทนที่เป็นสูตร (4.4.10) เราได้นิพจน์ที่แสดงถึงการพึ่งพาแรงดันแก๊สกับความเข้มข้นของโมเลกุลและอุณหภูมิ:

(4.5.6)

จากสูตร (4.5.6) จะได้ว่าที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน ความเข้มข้นของโมเลกุลในก๊าซทั้งหมดจะเท่ากัน

นี่แสดงถึงกฎของอาโวกาโดร: มีก๊าซในปริมาณเท่ากันที่อุณหภูมิและความดันเท่ากัน หมายเลขเดียวกันโมเลกุล

พลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุลเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ ปัจจัยสัดส่วน- ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์เค = 10 -23 เจ/เค - จะต้องจำได้

§ 4.6 การกระจายแม็กซ์เวลล์

ในหลายกรณี ความรู้เกี่ยวกับค่าเฉลี่ยของปริมาณทางกายภาพเพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น การรู้ส่วนสูงเฉลี่ยของผู้คนไม่ได้ช่วยให้เราวางแผนการผลิตเสื้อผ้าในขนาดต่างๆ ได้ คุณจำเป็นต้องรู้จำนวนโดยประมาณของคนที่มีส่วนสูงในช่วงเวลาหนึ่ง ในทำนองเดียวกัน สิ่งสำคัญคือต้องทราบจำนวนโมเลกุลที่มีความเร็วแตกต่างจากค่าเฉลี่ย แม็กซ์เวลล์เป็นคนแรกที่ค้นพบว่าตัวเลขเหล่านี้สามารถกำหนดได้อย่างไร

ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์สุ่ม

ใน §4.1 เราได้กล่าวไปแล้วว่า เพื่ออธิบายพฤติกรรมของกลุ่มโมเลกุลจำนวนมาก J. Maxwell ได้แนะนำแนวคิดเรื่องความน่าจะเป็น

ตามที่ได้เน้นย้ำซ้ำแล้วซ้ำเล่า โดยหลักการแล้วเป็นไปไม่ได้เลยที่จะติดตามการเปลี่ยนแปลงความเร็ว (หรือโมเมนตัม) ของโมเลกุลหนึ่งในช่วงเวลาที่ยาวนาน นอกจากนี้ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุความเร็วของโมเลกุลก๊าซทั้งหมดในเวลาที่กำหนดได้อย่างแม่นยำ จากสภาวะที่มองเห็นด้วยตาเปล่าซึ่งมีก๊าซอยู่ (ปริมาตรและอุณหภูมิที่แน่นอน) ค่าความเร็วโมเลกุลบางอย่างไม่จำเป็นต้องปฏิบัติตาม ความเร็วของโมเลกุลถือได้ว่าเป็นตัวแปรสุ่ม ซึ่งภายใต้เงื่อนไขมหภาคที่กำหนดสามารถรับค่าที่แตกต่างกันได้ เช่นเดียวกับเมื่อขว้างลูกเต๋า คุณจะได้รับคะแนนกี่คะแนนก็ได้ตั้งแต่ 1 ถึง 6 (จำนวนด้านของลูกเต๋าคือ หก). เป็นไปไม่ได้ที่จะคาดเดาจำนวนแต้มที่จะเกิดขึ้นเมื่อทอยลูกเต๋า แต่ความน่าจะเป็นที่จะกลิ้ง เช่น ห้าแต้มนั้นสามารถกำหนดได้

ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์สุ่มจะเกิดขึ้นเป็นเท่าใด? ปล่อยให้มันผลิตออกมามาก จำนวนมาก ถึงค่าคงที่ของอโวกาโดรการทดสอบ (ถึงค่าคงที่ของอโวกาโดร - จำนวนการทอยลูกเต๋า) ขณะเดียวกันใน ถึงค่าคงที่ของอโวกาโดร" ในกรณีที่มีผลการทดสอบที่ดี (เช่น ตกห้าคะแนน) จากนั้น ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่กำหนดจะเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนคดีที่มีผลดีต่อจำนวนการทดลองทั้งหมด โดยมีเงื่อนไขว่าจำนวนนี้จะมากเท่าที่ต้องการ:

(4.6.1)

สำหรับลูกเต๋าแบบสมมาตร ความน่าจะเป็นของจำนวนคะแนนที่เลือกตั้งแต่ 1 ถึง 6 จะเท่ากับ

เราจะเห็นว่าเบื้องหลังของเหตุการณ์สุ่มต่างๆ มีการเปิดเผยรูปแบบเชิงปริมาณบางอย่าง และมีตัวเลขปรากฏขึ้น ตัวเลขนี้ - ความน่าจะเป็น - ช่วยให้คุณสามารถคำนวณค่าเฉลี่ยได้ ดังนั้น หากคุณโยนลูกเต๋า 300 ลูกเต๋า จำนวนห้าแต้มโดยเฉลี่ยตามสูตร (4.6.1) จะเท่ากับ: 300 = 50 และไม่ว่าคุณจะโยนลูกเต๋าเดียวกัน 300 ครั้งหรือ 300 ครั้งก็ไม่ต่างกันเลย ลูกเต๋าที่เหมือนกันในเวลาเดียวกัน

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าพฤติกรรมของโมเลกุลก๊าซในภาชนะนั้นซับซ้อนกว่าการเคลื่อนที่ของลูกเต๋าที่ถูกโยนออกไปมาก แต่ที่นี่ เราก็หวังที่จะค้นพบรูปแบบเชิงปริมาณบางอย่างที่ทำให้สามารถคำนวณค่าเฉลี่ยทางสถิติได้ ถ้าเพียงแต่ปัญหาถูกวางในลักษณะเดียวกับในทฤษฎีเกม ไม่ใช่ใน กลศาสตร์คลาสสิก- จำเป็นต้องละทิ้งปัญหาที่ไม่ละลายน้ำในการกำหนดค่าที่แน่นอนของความเร็วโมเลกุล ในขณะนี้และพยายามหาความน่าจะเป็นที่ความเร็วมีค่าที่แน่นอน

ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์ (k (\displaystyle k)หรือ k B (\displaystyle k_(\rm (B)))) - ค่าคงที่ทางกายภาพที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลุดวิก โบลต์ซมันน์ ซึ่งมีส่วนสำคัญในวิชาฟิสิกส์เชิงสถิติ โดยค่าคงที่นี้มีบทบาทสำคัญ ความหมายของมันอยู่ใน ระบบสากลหน่วย SI ตามการเปลี่ยนแปลงในคำจำกัดความของหน่วยฐาน SI จะเท่ากับทุกประการ

k = 1.380 649 × 10 − 23 (\displaystyle k=1(,)380\,649\times 10^(-23))เจ/.

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 ในกรณีของโมเลกุลก๊าซสถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้น เช่น ก๊าซไดอะตอมมิกมีอิสระ 5 องศา คือ 3 ทรานสเลชั่น และ 2 การหมุน (ที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อการสั่นสะเทือนของอะตอมในโมเลกุลไม่ตื่นเต้นและไม่บวก องศาเพิ่มเติมเสรีภาพ).

ความหมายของเอนโทรปี

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

S = k ln ⁡ Z .

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

เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2387 ในกรุงเวียนนา Boltzmann เป็นผู้บุกเบิกและผู้บุกเบิกด้านวิทยาศาสตร์ ผลงานและงานวิจัยของเขามักไม่สามารถเข้าใจได้และถูกสังคมปฏิเสธ อย่างไรก็ตามด้วย การพัฒนาต่อไปนักฟิสิกส์ผลงานของเขาได้รับการยอมรับและตีพิมพ์ในเวลาต่อมา

ความสนใจทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ครอบคลุมดังต่อไปนี้ พื้นที่พื้นฐานเช่นฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2410 เขาทำงานเป็นครูในสถาบันอุดมศึกษาหลายแห่ง สถาบันการศึกษา- ในการวิจัยของเขา เขาพบว่านี่เป็นเพราะผลกระทบที่วุ่นวายของโมเลกุลบนผนังของภาชนะที่พวกมันตั้งอยู่ ในขณะที่อุณหภูมิขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาค (โมเลกุล) โดยตรงหรืออีกนัยหนึ่งคือกับพวกมัน ดังนั้นยิ่งอนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย ค่าคงที่ของ Boltzmann ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรียผู้โด่งดัง เขาเป็นคนที่มีส่วนช่วยอันล้ำค่าในการพัฒนาฟิสิกส์สถิต

ความหมายทางกายภาพของปริมาณคงที่นี้

ค่าคงที่ของ Boltzmann กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและพลังงาน ใน กลศาสตร์คงที่เธอมีบทบาทสำคัญ ค่าคงที่ของ Boltzmann เท่ากับ k=1.3806505(24)*10 -23 J/K ตัวเลขในวงเล็บแสดงถึงข้อผิดพลาดที่ยอมรับได้ของค่าที่สัมพันธ์กับหลักสุดท้าย เป็นที่น่าสังเกตว่าค่าคงที่ของ Boltzmann สามารถหาได้จากค่าคงที่ทางกายภาพอื่นๆ เช่นกัน อย่างไรก็ตาม การคำนวณเหล่านี้ค่อนข้างซับซ้อนและดำเนินการได้ยาก พวกเขาต้องการความรู้เชิงลึกไม่เพียงแต่ในสาขาฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังต้องการความรู้เชิงลึกอีกด้วย