Boltzmann 상수의 치수 공식

Boltzmann Constant는 열역학의 필수 내용 중 하나입니다. 이 상수는 운동 에너지와 온도 사이의 관계를 확립합니다. 상수는 열역학 및 열 화학 분야에서 광범위한 적용을 가지고 있습니다. Boltzmann Constant는 K 또는 KB로 표시됩니다. 기본 상수의 최신 정의에 따르면

그것의 값은 1.380 × 10-23 j/k.

운동 에너지 및 온도

운동 에너지와 온도 사이의 관계는 온도가 높을수록 입자가 더 빨리 움직이는 것입니다. 헬륨 또는 네온과 같은 단순한 모나토미틱 가스에서 원자가 가능한 유일한 운동은 다른 원자 또는 분자와 충돌 할 때까지 한 위치에서 다른 위치로 직선으로 이동합니다. 따라서 가스의 평균 운동 에너지와 온도는 직접 비례합니다. 두 충돌 원자의 상대적 동역학 에너지는 이러한 충돌의 결과로 종종 변할 수 있고 종종 변할 수 있습니다. 하나는 속도가 느려지면 다른 하나는 가속됩니다.  

Boltzmann Constant의 치수 공식

위의 정의에서 언급했듯이

Boltzmann Constant (k) =에너지/온도.

따라서 Boltzmann Constant의 치수 =온도의 에너지/치수의 치수.

에너지의 치수 =작업의 치수 =힘의 치수 x 변위의 치수 =[mlt-2] x [l] =[ml2t-2].

따라서 Boltzmann constant =[ml2t-2]/[k] =[ml2t-2k-1].

따라서 Boltzmann 상수의 치수는 [ML2T-2K-1].

Boltzmann 상수/정의의 의미

Boltzmann Constant는 열역학의 상수 중 하나입니다. Kelvin, Black-Body Radiation, Gas-constant 등을 포함한 여러 정의에서는 단위 온도 변화 당 에너지로 정의됩니다. Boltzmann Constant K 또는 KB =R/NA 여기서 r =범용 가스 상수 및 Na는 Avogadro의 숫자입니다.  

Boltzmann Constant의 단위 :SI베이스 유닛은 J/K입니다.

운동 에너지

원자 또는 분자의 운동 에너지는 번역 운동으로 알려진 이러한 유형의 운동에 직접 비례합니다. 

그래서

ke =12mv2 =32kt,

여기서 V =인구 분자의 평균 속도.

m =질량

K =Boltzmann 상수.

t =온도.

주어진 기체 샘플의 원자는 단위 시간에 여러 번 충돌합니다. 그러나 이러한 충돌은 시스템의 총 에너지에 영향을 미치지 않습니다.

모든 원자와 분자에는 운동 에너지가 있지만 온도는 아닙니다. 이것은 결정해야 할 중요한 차이입니다. 개별 분자에는 온도가 없습니다. 그들은 운동 에너지를 가지고 있습니다. 분자의 개체군은 평균 속도와 관련된 온도를 가지고 있습니다. 구성 요소가 아닌 시스템의 특성으로서의 온도는 필수 개념입니다. 시스템의 온도는 독특하지만 시스템을 구성하는 개별 분자의 운동 에너지는 다양 할 수 있습니다. 시스템의 온도는 일정하게 유지되지만 분자 간의 충돌로 인해 개별 분자의 운동 에너지가 빠르게 변할 수 있습니다. 화학적 결합과 관련하여 개별 운동 에너지가 중요합니다.

이상적인 가스 법칙의 수학적 표현은 pv =nrt

여기서, p - 절대 압력.

             N - 물질의 양.

             t - 절대 온도.

             V - 볼륨.

             R - 이상적인 가스 상수 (Avogadro 상수 및 Boltzmann Constant), =8.31 J/Mol k.

이상적인 가스 법칙은 널리 사용되며 두 변수 중 하나라도 P, V 및 T에 주어질 때마다 세 번째 변수를 쉽게 찾을 수 있습니다.

치수 공식

치수의 관점에서, 치수 공식은 기본 단위와 파생 단위 (방정식) 사이의 관계를 표현하는 방정식입니다. 문자 l, m 및 t는 역학의 길이, 질량 및 시간의 세 가지 기본 치수를 나타냅니다.

모든 물리적 수량은 길이, 질량 및 시간의 기본 (기본) 단위로 명시 될 수 있으며, 일부 요인 (지수)을 곱합니다.

해당베이스의 양의 치수는 표현에 들어가는 기본 수량의 지수입니다.

기본 수량의 단위는 물리적 수량의 차원을 결정하기 위해 다음과 같이 표현됩니다.

• ‘l’은 길이를 나타냅니다.
• ‘m’,
• 't'시간.

예 : 면적은 두 길이의 합과 같습니다. 결과적으로, [a] =[l2]. 즉, 영역의 길이의 2 차원과 질량과 시간의 0 치수가 있습니다. 같은 방식으로 볼륨은 3 개의 길이의 합입니다. 결과적으로, [v] =[l3]. 볼륨 차원의 길이와 질량과 시간의 3 차원의 3 차원이 있습니다.

결론

Boltzmann Constant의 치수 공식 의이 장에서 우리는 Boltzmann Constant의 기초와 그 차원 분석을 배웠습니다. 이상적인 가스의 경우 온도가 증가하면 임의성도 증가합니다. Boltzmann 상수 K는 비례를 나타냅니다.