Boltzmannconstante

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Nuvola single chevron right.svg Niet te verwarren met de constante van Stefan-Boltzmann, uit de gelijknamige wet
Waarde van k Eenheid
1.380 6504(24)10-23 JK−1
8.617 343(15)10-5 eV K−1
1.380 6504(24)10-16 erg K−1

De Boltzmannconstante of constante van Boltzmann, weergegeven door k of kB, is een natuurkundige constante die zowel het verband aangeeft tussen temperatuur en energie als tussen entropie en waarschijnlijkheid. De constante is naar de Oostenrijkse fysicus Ludwig Boltzmann genoemd, die omstreeks 1900 een belangrijke bijdrage leverde aan de statistische thermodynamica waarin deze constante een belangrijke rol heeft. Hij bepaalde de waarde van deze constante. De meest recente waarde in SI-eenheden is:

k = 1,380 6488 (± 0,000 0013) · 10-23 J K-1
J voor joule
K voor kelvin

De constante van Boltzmann wordt gebruikt in de snelheidsverdelingswet van Maxwell-Boltzmann. Die geeft de verdeling van de snelheden van de moleculen in een gas weer.

De algemene gasconstante R is de Boltzmannconstante vermenigvuldigd met de constante van Avogadro NA. We kunnen dan in mol rekenen in plaats van het aantal deeltjes, dit is bruikbaarder in praktisch werk. De waarde van R = k·NA is 8,314 472 J/(mol·K).

In een thermodynamisch systeem in evenwicht bij de absolute temperatuur T volgt uit het equipartitiebeginsel dat de thermische energie gemiddeld gelijk is aan ½kT per vrijheidsgraad. Voor een beweging in één dimensie is de thermische energie per deeltje ½kT. De gemiddelde thermische energie van een deeltje van een ideaal gas, dat in drie dimensies beweegt zonder interne vrijheidsgraden, is 3/2 kT. De energie kT bij 300 K, of 27 °C, is 4,14 × 10-21 J, of 25,9 meV.

Het verband tussen entropie S (een macroscopische grootheid) en het aantal mogelijke microtoestanden W behorende bij een gegeven macrotoestand is:

 \displaystyle S = k \ln W

Toekomst[bewerken]

Volgens de voorgestelde herdefinitie van de basiseenheden, waaronder ook een herdefinitie van de kelvin, zal de Boltzmannconstante een bepaalde exacte waarde krijgen.

Externe link[bewerken]