لودویگ بولتزمن خالق نظریه مولکولی- جنبشی گازهای ایده آل است. در سال 1844 در وین متولد شد. بولتزمن پیشگام و کاشف در علم است. آثار و تحقیقات او اغلب مورد سوء تفاهم و رد جامعه قرار می گرفت. با این حال، با پیشرفت بیشتر فیزیک، کار او شناخته شد و متعاقبا منتشر شد.
علاقه های علمی دانشمند حوزه های اساسی مانند فیزیک و ریاضیات را پوشش می دهد. از سال 1867 به عنوان معلم در تعدادی از موسسات آموزش عالی کار کرد. او در تحقیقات خود دریافت که فشار گاز به دلیل تأثیرات آشفته مولکول ها بر روی دیواره های ظرفی است که در آن قرار دارند، در حالی که دما به طور مستقیم به سرعت ذرات (مولکول ها) و به عبارت دیگر به جنبشی آنها بستگی دارد. انرژی. بنابراین، هرچه این ذرات سریعتر حرکت کنند، دما بالاتر می رود. ثابت بولتزمن به افتخار دانشمند معروف اتریشی نامگذاری شده است. این او بود که سهم ارزشمندی در توسعه فیزیک ایستا داشت.
معنای فیزیکی این مقدار ثابت
ثابت بولتزمن رابطه بین مقادیر فیزیکی مانند دما و انرژی را تعریف می کند. در استاتیکمکانیک، نقش کلیدی اصلی را ایفا می کند. ثابت بولتزمن k=1، 3806505(24)10-23J/K است. اعداد داخل پرانتز نشان دهنده خطای مجاز در مقدار مقدار نسبت به آخرین رقم است. شایان ذکر است که ثابت بولتزمن را می توان از سایر ثابت های فیزیکی نیز به دست آورد. با این حال، انجام این محاسبات بسیار پیچیده و دشوار است. آنها نه تنها در زمینه فیزیک، بلکه در ریاضیات عالی نیز به دانش عمیق نیاز دارند.
رابطه بین دمای مطلق و انرژی
ثابت استفان بولتزمن به شما اجازه می دهد تا ویژگی های دنیای میکرو و ماکرو، یعنی نسبت سرعت حرکت مولکول ها به دما را به هم متصل کنید. فرمول توصیف کننده این نسبت به شرح زیر است: 3/2mv2=kT.
در یک گاز همگن در ظرفی در دمای معین T، انرژی وارد شده بر هر یک از درجات آزادی برابر با نسبت kT/2 است. با دانستن دمایی که مولکول ها در آن قرار دارند و جرم آنها، می توان به راحتی ریشه میانگین سرعت مربع را محاسبه کرد. با این حال، این فرمول برای گازهای دو اتمی مناسب نیست.
نسبت لودویگ بولتزمن (آنتروپی - احتمال)
آنتروپی یک سیستم ترمودینامیکی را می توان به عنوان لگاریتم احتمال ترمودینامیکی تعریف کرد. این نسبت را می توان دستاورد و کشف اصلی فیزیکدان بزرگ اتریشی نامید که در اواخر عمر به آن دست یافت. در طول زندگی یک دانشمند، هرگز دریافت نکرددر محافل علمی به رسمیت شناخته شد، اما چهار سال پس از مرگ او، این کشف رسما به رسمیت شناخته شد.
چند کلمه در پایان
ثابت بولتزمن نه تنها هسته فیزیک ایستا و نظریه مولکولی جنبشی را تشکیل می دهد، بلکه بر توسعه بیشتر نظریه های فیزیکی نیز تأثیر داشت. این، برای مثال، در مورد بخشی مانند مکانیک کوانتومی صدق می کند.
