Ludwig Boltzmann on ihanteellisten kaasujen molekyylikineettisen teorian luoja. Syntynyt vuonna 1844 Wienissä. Boltzmann on tieteen edelläkävijä ja löytäjä. Hänen teoksensa ja tutkimuksensa olivat usein yhteiskunnan väärinymmärrettyjä ja hylättyjä. Fysiikan kehittyessä hänen työnsä kuitenkin tunnustettiin ja julkaistiin myöhemmin.
Tutkijan tieteelliset kiinnostuksen kohteet kattoivat sellaiset perusalueet kuin fysiikan ja matematiikan. Vuodesta 1867 lähtien hän työskenteli opettajana useissa korkeakouluissa. Hän havaitsi tutkimuksessaan, että kaasunpaine johtuu molekyylien kaoottisista vaikutuksista sen astian seiniin, jossa ne sijaitsevat, kun taas lämpötila riippuu suoraan hiukkasten (molekyylien) nopeudesta, toisin sanoen niiden kineettisestä. energiaa. Siksi mitä nopeammin nämä hiukkaset liikkuvat, sitä korkeampi on lämpötila. Boltzmannin vakio on nimetty kuuluisan itäv altalaisen tiedemiehen mukaan. Hän antoi korvaamattoman panoksen staattisen fysiikan kehitykseen.
Tämän vakioarvon fyysinen merkitys
Boltzmannin vakio määrittää fysikaalisten suureiden, kuten lämpötilan ja energian, välisen suhteen. Staattisestimekaniikassa, sillä on keskeinen rooli. Boltzmannin vakio on k=1, 3806505(24)10-23J/K. Suluissa olevat numerot osoittavat arvon sallitun virheen suhteessa viimeisiin numeroihin. On syytä huomata, että Boltzmannin vakio voidaan johtaa myös muista fysikaalisista vakioista. Nämä laskelmat ovat kuitenkin melko monimutkaisia ja vaikeita suorittaa. Ne vaativat syvällistä tietoa fysiikan lisäksi myös korkeammasta matematiikasta.
Absoluuttisen lämpötilan ja energian välinen suhde
Stefan-Boltzmannin vakion avulla voit yhdistää mikro- ja makromaailman ominaisuudet, nimittäin molekyylien liikenopeuden suhteen lämpötilaan. Tätä suhdetta kuvaava kaava on seuraava: 3/2mv2=kT.
Homogeenisessa kaasussa astiassa tietyssä lämpötilassa T kullekin vapausasteelle osuva energia on yhtä suuri kuin suhde kT/2. Kun tiedetään lämpötila, jossa molekyylit sijaitsevat, ja niiden massa, voidaan helposti laskea keskimääräinen neliönopeus. Tämä kaava ei kuitenkaan sovellu diatomisille kaasuille.
Ludwig Boltzmannin suhde (entropia - todennäköisyys)
Termodynaamisen järjestelmän entropia voidaan määritellä termodynaamisen todennäköisyyden logaritmiksi. Tätä suhdetta voidaan kutsua suuren itäv altalaisen fyysikon pääsaavutukseksi ja löydökseksi, jonka hän teki elämänsä lopussa. Tiedemiehen elinaikana se ei koskaan saanuttunnustusta tieteellisissä piireissä, mutta neljä vuotta hänen kuolemansa jälkeen tämä löytö tunnustettiin virallisesti.
Muutama sana lopuksi
Boltzmannin vakio ei ainoastaan muodosta staattisen fysiikan ja molekyylikineettisen teorian ydintä, vaan sillä oli myös jonkin verran vaikutusta fysikaalisten teorioiden jatkokehitykseen. Tämä koskee esimerkiksi sellaista osaa kuin kvanttimekaniikka.
