Sebenarnya ada dua konstanta Boltzmann, konstanta Boltzmann dan konstanta Stefan-Boltzmann; keduanya memainkan peran kunci dalam astrofisika ... yang pertama menjembatani dunia makroskopis dan mikroskopis, dan memberikan dasar bagi hukum ke-nol termodinamika; yang kedua adalah persamaan untuk radiasi benda hitam.
Hukum nol termodinamika adalah, pada dasarnya, yang memungkinkan kita untuk menentukan suhu; jika Anda dapat 'melihat ke dalam' sistem yang terisolasi (dalam kesetimbangan), proporsi konstituen yang membentuk sistem dengan energi E adalah fungsi E, dan konstanta Boltzmann (k atau kB). Secara khusus, probabilitas sebanding dengan:
e-E / kT
dimana T adalah suhunya. Dalam satuan SI, k adalah 1,38 x 10-23 J / K (itu joule per Kelvin). Bagaimana konstanta Boltzmann menghubungkan dunia makroskopis dan mikroskopis mungkin paling mudah dilihat seperti ini: k adalah konstanta gas R (ingat hukum gas ideal, pV = nRT) dibagi dengan angka Avogadro.
Di antara banyak tempat k muncul dalam fisika adalah dalam distribusi Maxwell-Boltzmann, yang menggambarkan distribusi kecepatan molekul dalam gas ... dan dengan demikian mengapa atmosfer Bumi (dan Venus) kehilangan semua hidrogennya (dan hanya menyimpan heliumnya karena yang hilang mendapat digantikan oleh helium dari peluruhan radioaktif, di bebatuan), dan mengapa raksasa gas (dan bintang) dapat mempertahankannya.
Konstanta Stefan-Boltzmann (?), Mengikat jumlah energi yang dipancarkan oleh benda hitam (per unit luas permukaannya) ke suhu benda hitam (ini adalah hukum Stefan-Boltzmann). ? terdiri dari konstanta lain: pi, beberapa bilangan bulat, kecepatan cahaya, konstanta Planck, ... dan konstanta Boltzmann! Ketika para astronom mengandalkan hampir seluruhnya pada pendeteksian foton (radiasi elektromagnetik) untuk mengamati alam semesta, tentu tidak akan mengejutkan mengetahui bahwa para siswa astrofisika menjadi sangat akrab dengan hukum Stefan-Boltzmann, sangat awal dalam studi mereka! Bagaimanapun, luminositas absolut (energi yang dipancarkan per unit waktu) adalah salah satu kunci yang para astronom coba perkirakan.
Mengapa konstanta Boltzmann begitu sering muncul? Karena perilaku sistem berskala besar mengikuti dari apa yang terjadi pada komponen individu dari sistem tersebut, dan studi tentang bagaimana mendapatkan dari yang kecil ke besar (dalam fisika klasik) adalah mekanika statistik ... yang dilakukan Boltzmann sebagian besar dari bobot aslinya. mengangkat (bersama Maxwell, Planck, dan lainnya); memang, Planck yang memberi k namanya, setelah kematian Boltzmann (dan Planck yang memiliki persamaan entropi Boltzmann - dengan k - Diukir di batu nisannya).
Ingin belajar lebih banyak? Berikut adalah beberapa sumber daya, pada tingkat yang berbeda: Hukum Gas Ideal (dari Hyperphysics), Hukum Radiasi (dari kursus pengantar astronomi), dan kursus Richard Fitzpatrick dari Universitas Texas (Austin) (ditujukan untuk mahasiswa tingkat atas) Termodinamika & Statistik Mekanika.
Sumber:
Hyperphysics
Wikipedia
