Constante de Boltzmann

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Saltar para a navegação Saltar para a pesquisa

A constante de Boltzmann ( ou ) é a constante física que relaciona temperatura e energia de moléculas.[1] Tem o nome do físico austríaco Ludwig Boltzmann, que fez importantes contribuições para a física e para a mecânica estatística, na qual a sua constante tem um papel fundamental. A 26ª Conferência Geral de Pesos e Medidas fixou o valor exato da constante de Boltzmann:[2]

História[editar | editar código-fonte]

Ludwig Boltzmann aos 24 anos de idade (1869)

Embora Boltzmann tenha feito primeiro a ligação entre entropia e probabilidade, em 1877, de modo que a relação não foi expressa como uma constante antes de Max Planck fazê-lo. , com um valor preciso de 1.346×10−23 (apenas 2,5% menor que o conhecido hoje), introduzido na lei de Planck para a radiação do corpo negro, em 1900-1901.[3]

Determinação experimental[editar | editar código-fonte]

A forma mais simples de chegar à constante de Boltzmann é dividir a constante dos gases perfeitos pela constante de Avogadro.

A constante de Boltzmann relaciona assim a ideia de que, para qualquer quantidade de um gás ideal, obtemos um valor constante caso dividirmos o valor obtido a partir da multiplicação de pressão e volume pelo valor da temperatura, o ( ou ). Deste modo estamos a considerar que é a quantidade de energia por mol de moléculas de gás. Ao dividir este novo valor pelo número de Avogadro obtemos a quantidade de energia contida por cada molécula de gás, de acordo com as expressões:

,
(ou )

Valores da constantes de Boltzmann em unidades diferentes[editar | editar código-fonte]

Valores de Unidades Comentários
J/K Unidades do SI, valor de 2017 do CODATA, na unidades do SI [1]
eV/K Valores do CODATA [1]
1 electronvolt [1]
Hz/K Valores do CODATA[1]
h [1]
EH/K R[1]
[1]
erg/K Sistema CGS, 1 erg =
cal/K 1 Caloria
cal/°R 1 grau de Rankine
ft lb]]/°R 1 força de pés - libras
cm−1/K Valor do CODATA[1]
kcal/(mol·K) na forma molar, frequentemente usado em mecânica estatística, usa-se caloria termoquímica = 4.184 Joule
kJ/(mol·K) na forma molar frequentemente usado em mecânica estatística.
em nanômetros por piconewton em 24°C, usado na Biofísica.
dBW/K/Hz em decibel watts, usado nas telecomunicações (Veja Ruído de Johnson–Nyquist)
bit em bits (logaritmo com base 2), usado na Entropia da informação (valor exato é )
nat em nats (logaritmo com base ), usado na Entropia da informação (veja Unidades de Planck)

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b c d e f g h i Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006". Rev. Mod. Phys. 80 (2): 633–730. Arxiv. doi:10.1103/RevModPhys.80.633.(em inglês)
  2. «Resolutions adopted» (PDF) (em inglês). Bureau Internacional de Pesos e Medidas. Consultado em 21 de janeiro de 2019 
  3. Planck, Max (1901), «Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum» (PDF), Ann. Phys., 309 (3): 553–63, doi:10.1002/andp.19013090310 . English translation: "On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum Arquivado em 18 de abril de 2008, no Wayback Machine.".

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

O Commons possui uma categoria contendo imagens e outros ficheiros sobre Constante de Boltzmann
Portal A Wikipédia possui o
Portal de Física.