Ludwig Boltzmann เป็นผู้สร้างทฤษฎีโมเลกุล-จลนศาสตร์ของก๊าซในอุดมคติ เกิดในปี 1844 ในกรุงเวียนนา Boltzmann เป็นผู้บุกเบิกและผู้ค้นพบทางวิทยาศาสตร์ งานและการวิจัยของเขามักถูกเข้าใจผิดและถูกปฏิเสธจากสังคม อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาทางฟิสิกส์ต่อไป ผลงานของเขาจึงเป็นที่ยอมรับและเผยแพร่ในเวลาต่อมา
ความสนใจทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ครอบคลุมพื้นที่พื้นฐานเช่นฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2410 เขาทำงานเป็นครูในสถาบันอุดมศึกษาหลายแห่ง ในการวิจัยของเขา เขาพบว่าแรงดันแก๊สเกิดจากผลกระทบที่วุ่นวายของโมเลกุลบนผนังของภาชนะที่พวกมันตั้งอยู่ ในขณะที่อุณหภูมิโดยตรงขึ้นอยู่กับความเร็วของอนุภาค (โมเลกุล) กล่าวอีกนัยหนึ่งคือจลนศาสตร์ของพวกมัน พลังงาน. ดังนั้น ยิ่งอนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่เร็วขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นเท่านั้น ค่าคงที่ Boltzmann ได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรียที่มีชื่อเสียง เขาเป็นคนที่สร้างคุณูปการอันล้ำค่าในการพัฒนาฟิสิกส์คงที่
ความหมายทางกายภาพของค่าคงที่นี้
ค่าคงที่ Boltzmann กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณทางกายภาพเช่นอุณหภูมิและพลังงาน แบบคงที่กลศาสตร์ก็มีบทบาทสำคัญ ค่าคงที่ Boltzmann คือ k=1, 3806505(24)10-23J/K ตัวเลขในวงเล็บแสดงถึงข้อผิดพลาดที่อนุญาตในค่าของค่าที่สัมพันธ์กับตัวเลขสุดท้าย เป็นที่น่าสังเกตว่าค่าคงที่ Boltzmann สามารถหาได้จากค่าคงที่ทางกายภาพอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การคำนวณเหล่านี้ค่อนข้างซับซ้อนและดำเนินการได้ยาก พวกเขาต้องการความรู้เชิงลึกไม่เพียงแต่ในสาขาฟิสิกส์ แต่ยังรวมถึงคณิตศาสตร์ชั้นสูงด้วย
ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิสัมบูรณ์กับพลังงาน
ค่าคงที่ Stefan-Boltzmann ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อคุณลักษณะของ micro- และ macroworld นั่นคืออัตราส่วนของความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลต่ออุณหภูมิ สูตรที่อธิบายอัตราส่วนนี้มีดังต่อไปนี้: 3/2mv2=kT.
ในก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันในภาชนะที่อุณหภูมิ T หนึ่ง พลังงานที่ตกลงบนระดับอิสระแต่ละระดับจะเท่ากับอัตราส่วน kT/2 เมื่อทราบอุณหภูมิที่โมเลกุลตั้งอยู่และมวลของโมเลกุล เราสามารถคำนวณความเร็วสแควร์เฉลี่ยของรากได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม สูตรนี้ไม่เหมาะกับก๊าซไดอะตอมมิก
อัตราส่วนของลุดวิก โบลซ์มันน์ (เอนโทรปี - ความน่าจะเป็น)
เอนโทรปีของระบบเทอร์โมไดนามิกสามารถกำหนดเป็นลอการิทึมของความน่าจะเป็นทางอุณหพลศาสตร์ได้ อัตราส่วนนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นความสำเร็จหลักและการค้นพบนักฟิสิกส์ชาวออสเตรียผู้ยิ่งใหญ่ซึ่งเขาทำเมื่อสิ้นสุดชีวิตของเขา ในช่วงชีวิตนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยได้รับเป็นที่ยอมรับในวงการวิทยาศาสตร์ แต่สี่ปีหลังจากการตายของเขา การค้นพบนี้ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ
สรุปสั้นๆ
ค่าคงที่ Boltzmann ไม่เพียงแต่สร้างแกนหลักของฟิสิกส์สถิตและทฤษฎีจลนพลศาสตร์ระดับโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังมีอิทธิพลต่อการพัฒนาต่อไปของทฤษฎีทางกายภาพอีกด้วย ตัวอย่างนี้ใช้กับส่วนเช่นกลศาสตร์ควอนตัม