Ludwig Boltzmann je tvorcom molekulárno-kinetickej teórie ideálnych plynov. Narodil sa v roku 1844 vo Viedni. Boltzmann je priekopníkom a objaviteľom vo vede. Jeho práce a výskumy boli často spoločnosťou nepochopené a odmietané. S ďalším vývojom fyziky však bola jeho práca uznaná a následne publikovaná.
Vedecké záujmy vedca pokrývali také základné oblasti ako fyzika a matematika. Od roku 1867 pôsobil ako pedagóg na viacerých vysokých školách. Vo svojom výskume zistil, že tlak plynu je spôsobený chaotickými dopadmi molekúl na steny nádoby, v ktorej sa nachádzajú, pričom teplota priamo závisí od rýchlosti častíc (molekúl), inými slovami, od ich kinetickej energie. Preto čím rýchlejšie sa tieto častice pohybujú, tým vyššia je teplota. Boltzmannova konštanta je pomenovaná po slávnom rakúskom vedcovi. Bol to on, kto neoceniteľne prispel k rozvoju statickej fyziky.
Fyzikálny význam tejto konštantnej hodnoty
Boltzmannova konštanta definuje vzťah medzi takými fyzikálnymi veličinami, ako je teplota a energia. V statickommechanika, hrá hlavnú kľúčovú úlohu. Boltzmannova konštanta je k=1, 3806505(24)10-23J/K. Čísla v zátvorkách označujú prípustnú chybu hodnoty hodnoty vzhľadom na posledné číslice. Stojí za zmienku, že Boltzmannovu konštantu možno odvodiť aj z iných fyzikálnych konštánt. Tieto výpočty sú však dosť zložité a ťažko vykonateľné. Vyžadujú hlboké znalosti nielen v oblasti fyziky, ale aj vyššej matematiky.
Vzťah medzi absolútnou teplotou a energiou
Stefanova-Boltzmannova konštanta umožňuje prepojiť charakteristiky mikro- a makrosveta, a to pomer rýchlosti pohybu molekúl k teplote. Vzorec popisujúci tento pomer je nasledujúci: 3/2mv2=kT.
V homogénnom plyne v nádobe pri určitej teplote T sa energia, ktorá dopadá na každý zo stupňov voľnosti, rovná pomeru kT/2. Keď poznáme teplotu, pri ktorej sa molekuly nachádzajú, a ich hmotnosť, možno ľahko vypočítať strednú kvadratickú rýchlosť. Tento vzorec však nie je vhodný pre dvojatómové plyny.
Ludwig Boltzmannov pomer (entropia – pravdepodobnosť)
Entropiu termodynamického systému možno definovať ako logaritmus termodynamickej pravdepodobnosti. Tento pomer možno nazvať hlavným úspechom a objavom veľkého rakúskeho fyzika, ktorý urobil na sklonku svojho života. Počas života vedca nikdy nedostaluznanie vo vedeckých kruhoch, ale štyri roky po jeho smrti bol tento objav oficiálne uznaný.
Pár slov na záver
Boltzmannova konštanta tvorí nielen jadro statickej fyziky a molekulárno-kinetickej teórie, ale mala aj určitý vplyv na ďalší vývoj fyzikálnych teórií. Týka sa to napríklad takej časti, ako je kvantová mechanika.
