Ο Ludwig Boltzmann είναι ο δημιουργός της μοριακής-κινητικής θεωρίας των ιδανικών αερίων. Γεννήθηκε το 1844 στη Βιέννη. Ο Boltzmann είναι πρωτοπόρος και ανακάλυψε στην επιστήμη. Τα έργα και οι έρευνές του συχνά παρεξηγήθηκαν και απορρίφθηκαν από την κοινωνία. Ωστόσο, με την περαιτέρω ανάπτυξη της φυσικής, το έργο του αναγνωρίστηκε και στη συνέχεια δημοσιεύτηκε.
Τα επιστημονικά ενδιαφέροντα του επιστήμονα κάλυπταν θεμελιώδεις τομείς όπως η φυσική και τα μαθηματικά. Από το 1867 εργάστηκε ως δάσκαλος σε πολλά ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα. Στην έρευνά του, διαπίστωσε ότι η πίεση του αερίου οφείλεται στις χαοτικές επιδράσεις των μορίων στα τοιχώματα του αγγείου στο οποίο βρίσκονται, ενώ η θερμοκρασία εξαρτάται άμεσα από την ταχύτητα των σωματιδίων (μορίων), με άλλα λόγια, από την κινητική τους. ενέργεια. Επομένως, όσο πιο γρήγορα κινούνται αυτά τα σωματίδια, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία. Η σταθερά Boltzmann πήρε το όνομά της από τον διάσημο Αυστριακό επιστήμονα. Ήταν αυτός που συνέβαλε ανεκτίμητη στην ανάπτυξη της στατικής φυσικής.
Φυσική σημασία αυτής της σταθερής τιμής
Η σταθερά Boltzmann ορίζει τη σχέση μεταξύ φυσικών μεγεθών όπως η θερμοκρασία και η ενέργεια. Σε στατικόμηχανική, παίζει βασικό ρόλο. Η σταθερά Boltzmann είναι k=1, 3806505(24)10-23J/K. Οι αριθμοί στις παρενθέσεις υποδεικνύουν το επιτρεπτό σφάλμα στην τιμή της τιμής σε σχέση με τα τελευταία ψηφία. Αξίζει να σημειωθεί ότι η σταθερά Boltzmann μπορεί να προέλθει και από άλλες φυσικές σταθερές. Ωστόσο, αυτοί οι υπολογισμοί είναι αρκετά περίπλοκοι και δύσκολο να εκτελεστούν. Απαιτούν βαθιά γνώση όχι μόνο στον τομέα της φυσικής, αλλά και στα ανώτερα μαθηματικά.
Σχέση μεταξύ απόλυτης θερμοκρασίας και ενέργειας
Η σταθερά Stefan-Boltzmann σάς επιτρέπει να συνδέσετε τα χαρακτηριστικά του μικρο- και του μακρόκοσμου, δηλαδή την αναλογία της ταχύτητας κίνησης των μορίων προς τη θερμοκρασία. Ο τύπος που περιγράφει αυτή την αναλογία είναι ο εξής: 3/2mv2=kT.
Σε ένα ομοιογενές αέριο σε ένα δοχείο σε μια ορισμένη θερμοκρασία T, η ενέργεια που πέφτει σε καθέναν από τους βαθμούς ελευθερίας είναι ίση με την αναλογία kT/2. Γνωρίζοντας τη θερμοκρασία στην οποία βρίσκονται τα μόρια και τη μάζα τους, μπορεί κανείς εύκολα να υπολογίσει τη μέση τετραγωνική ταχύτητα της ρίζας. Ωστόσο, αυτός ο τύπος δεν είναι κατάλληλος για διατομικά αέρια.
Λόγος Ludwig Boltzmann (εντροπία - πιθανότητα)
Η εντροπία ενός θερμοδυναμικού συστήματος μπορεί να οριστεί ως ο λογάριθμος της θερμοδυναμικής πιθανότητας. Αυτή η αναλογία μπορεί να ονομαστεί το κύριο επίτευγμα και ανακάλυψη του μεγάλου Αυστριακού φυσικού, που έκανε στο τέλος της ζωής του. Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός επιστήμονα, δεν έλαβε ποτέαναγνώριση στους επιστημονικούς κύκλους, αλλά τέσσερα χρόνια μετά τον θάνατό του, αυτή η ανακάλυψη αναγνωρίστηκε επίσημα.
Λίγα λόγια εν κατακλείδι
Η σταθερά Boltzmann όχι μόνο αποτελεί τον πυρήνα της στατικής φυσικής και της μοριακής-κινητικής θεωρίας, αλλά είχε επίσης κάποια επιρροή στην περαιτέρω ανάπτυξη των φυσικών θεωριών. Αυτό ισχύει, για παράδειγμα, σε ένα τμήμα όπως η κβαντομηχανική.
