Физически смисъл: Газова константа i е числено равно на работата по разширение на един мол идеален газ в изобарен процес с повишаване на температурата с 1 K

В системата GHS газовата константа е равна на:

Специфичната газова константа е равна на:

Във формулата използвахме:

Универсална газова константа (константа на Менделеев)

Константа на Болцман

Числото на Авогадро

Закон на Авогадро - равни обеми различни газове при постоянна температура и налягане съдържат еднакъв брой молекули.

От закона на Авогадро се извличат две следствия:

Следствие 1: Един мол от всеки газ при едни и същи условия заема същия обем

По-специално, при нормални условия (T=0 °C (273K) и p=101,3 kPa), обемът на 1 мол газ е 22,4 литра. Този обем се нарича моларен обем на газа Vm. Тази стойност може да бъде преизчислена към други температури и налягания, като се използва уравнението на Менделеев-Клапейрон

1) Закон на Чарлз:

2) Закон на Гей-Люсак:

3) Закон на Бол-Мариот:

Следствие 2: Съотношението на масите на равни обеми на два газа е постоянна стойност за тези газове

Тази постоянна стойност се нарича относителна плътност на газовете и се обозначава с D. Тъй като моларните обеми на всички газове са еднакви (първо следствие от закона на Авогадро), съотношението на моларните маси на всяка двойка газове също е равно на тази константа :

Във формулата използвахме:

Относителна плътност на газа

Моларни маси

налягане

Моларен обем

Универсална газова константа

Абсолютна температура

Законът на Бойл Мариот - Кога постоянна температураи масата на идеалния газ, произведението от неговото налягане и обем е постоянна.

Това означава, че с увеличаване на налягането върху газа обемът му намалява и обратно. За постоянно количество газ законът на Бойл-Мариот може да се тълкува и по следния начин: при постоянна температура произведението на налягането и обема е постоянна стойност. Законът на Бойл-Мариот е строго верен за идеален газ и е следствие от уравнението на Менделеев-Клапейрон. За реалните газове законът на Бойл-Мариот е изпълнен приблизително. Почти всички газове не се държат като идеални газове високи наляганияи не прекалено много ниски температури.

За по-лесно разбиране Законът на Бойл МариотНека си представим, че стискате надут балон. Тъй като има достатъчно свободно пространство между молекулите на въздуха, можете лесно, като приложите някаква сила и извършите известна работа, да компресирате топката, намалявайки обема на газа вътре в нея. Това е една от основните разлики между газ и течност. В зрънце течна вода, например, молекулите са опаковани плътно една до друга, сякаш зърното е пълно с микроскопични пелети. Следователно, за разлика от въздуха, водата не се поддава на еластична компресия.

Има и:

Законът на Чарлз:

Законът на Гей Лусак:

В закона използвахме:

Налягане в 1 съд

Обем 1 съд

Налягане в съд 2

Том 2 съдове

Закон на Гей Лусак - при постоянно налягане обемът на газ с постоянна маса е пропорционален на абсолютната температура

Обемът V на дадена маса газ при постоянно налягане на газа е право пропорционален на промяната в температурата

Законът на Гей-Лусак е валиден само за идеални газове; реалните газове му се подчиняват при температури и налягания, далеч от критичните стойности. Това е частен случай на уравнението на Clayperon.

Има и:

Уравнението на Клапейрон на Менделеев:

Законът на Чарлз:

Законът на Бойл Мариот:

В закона използвахме:

Обем в 1 съд

Температура в 1 съд

Обем в 1 съд

Температура в 1 съд

Първоначален обем газ

Обем на газ при температура Т

Коефициент на топлинно разширение на газовете

Разлика между начална и крайна температура

Законът на Хенри е закон, според който при постоянна температура разтворимостта на газ в дадена течност е правопропорционална на налягането на този газ над разтвора. Законът е подходящ само за идеални разтвори и ниски налягания.

Законът на Хенри описва процеса на разтваряне на газ в течност. Какво представлява течността, в която е разтворен газ, знаем от примера на газираните напитки – безалкохолни, слабоалкохолни, а на големи празници – шампанско. Всички тези напитки съдържат разтворен въглероден диоксид ( химична формула CO2) е безвреден газ, използван в хранително-вкусовата промишленост поради добрата си разтворимост във вода и всички тези напитки се пенят след отваряне на бутилка или кутия, защото разтвореният газ започва да се отделя от течността в атмосферата, тъй като след отваряне на запечатан контейнер налягането вътре пада.

Всъщност законът на Хенри гласи един доста прост факт: колкото по-високо е налягането на газа над повърхността на течността, толкова по-трудно е разтвореният в нея газ да се освободи. И това е напълно логично от гледна точка на молекулярно-кинетичната теория, тъй като една газова молекула, за да се освободи от повърхността на течност, трябва да преодолее енергията на сблъсъци с газови молекули над повърхността и колкото по-висока е налягането и, като следствие, броят на молекулите в граничната област, толкова по-високо е по-трудно за разтворената молекула да преодолее тази бариера.

Във формулата използвахме:

Концентрация на газ в разтвор във фракции от мол

Коефициентът на Хенри

Парциално налягане на газ над разтвора

Закон на Кирхоф за излъчване - съотношението на емисионните и абсорбционните способности не зависи от природата на тялото, то е еднакво за всички тела.

По дефиниция, абсолютно черно тяло абсорбира цялата радиация, падаща върху него, тоест за него (Поглъщателна способност на тялото). Следователно функцията съвпада с излъчвателната способност

Във формулата използвахме:

Емисионна способност на тялото

Капацитет на усвояване на тялото

Функция на Кирхоф

Закон на Стефан-Болцман - Енергийната светимост на черно тяло е пропорционална на четвъртата степен на абсолютната температура.

От формулата става ясно, че с повишаване на температурата светимостта на едно тяло не просто нараства - тя се увеличава в много по-голяма степен. Удвоете температурата и осветеността се увеличава 16 пъти!

Нагретите тела излъчват енергия под формата на електромагнитни вълни с различна дължина. Когато казваме, че едно тяло е „нажежено до червено“, това означава, че температурата му е достатъчно висока, за да възникне топлинно излъчване във видимата, светла част на спектъра. На атомно ниво радиацията е резултат от излъчването на фотони от възбудени атоми.

За да разберете как работи този закон, представете си атом, излъчващ светлина в дълбините на Слънцето. Светлината незабавно се абсорбира от друг атом, преизлъчва се от него - и по този начин се предава по верига от атом на атом, поради което цялата система е в състояние енергиен баланс. В равновесно състояние светлината със строго определена честота се абсорбира от един атом на едно място едновременно с излъчването на светлина със същата честота от друг атом на друго място. В резултат на това интензитетът на светлината на всяка дължина на вълната от спектъра остава непроменен.

Температурата вътре в Слънцето спада, когато то се отдалечава от центъра си. Следователно, докато се придвижвате към повърхността, спектърът на светлинното лъчение изглежда съответства повече високи температуриотколкото температурата заобикаляща среда. В резултат на това при повторно облъчване, съгл Закон на Стефан-Болцман, ще се случи при по-ниски енергии и честоти, но в същото време, поради закона за запазване на енергията, ще се излъчва по-голям бройфотони. По този начин, докато достигне повърхността, спектралното разпределение ще съответства на температурата на повърхността на Слънцето (около 5800 K), а не на температурата в центъра на Слънцето (около 15 000 000 K).

Енергията, пристигаща на повърхността на Слънцето (или повърхността на всеки горещ обект), го напуска под формата на радиация. Законът на Стефан-Болцман ни казва точно каква е излъчваната енергия.

В горната формулировка Закон на Стефан-Болцманважи само за абсолютно черно тяло, като поглъща цялата радиация, падаща върху повърхността му. Реалните физически тела поглъщат само част от радиационната енергия, а останалата част се отразява от тях, но моделът, според който специфичната мощност на излъчване от тяхната повърхност е пропорционална на T в 4, като правило, остава същата в това случай, обаче, в този случай константата на Болцман трябва да бъде заменена с друг коефициент, който ще отразява свойствата на реалния физическо тяло. Такива константи обикновено се определят експериментално.

Във формулата използвахме:

Енергийна светимост на тялото

Константа на Стефан-Болцман

Абсолютна температура

Закон на Чарлз - налягането на дадена маса идеален газ при постоянен обем е право пропорционално на абсолютната температура

За по-лесно разбиране Законът на Чарлз, представете си въздуха вътре балон. При постоянна температура въздухът в балона ще се разширява или свива, докато налягането, произведено от неговите молекули, достигне 101 325 паскала и се равнява на атмосферно налягане. С други думи, докато за всеки удар на въздушна молекула отвън, насочен в топката, ще има подобен удар на въздушна молекула, насочен от вътрешността на топката навън.

Ако намалите температурата на въздуха в топката (например, като я поставите в голям хладилник), молекулите вътре в топката ще започнат да се движат по-бавно, удряйки стените на топката по-малко енергично отвътре. След това молекулите на външния въздух ще окажат по-голям натиск върху топката, компресирайки я, в резултат на което обемът газ вътре в топката ще намалее. Това ще се случи, докато увеличаването на плътността на газа компенсира понижената температура, след което отново ще се установи равновесие.

Има и:

Уравнението на Клапейрон на Менделеев:

Законът на Гей Лусак:

Законът на Бойл Мариот:

В закона използвахме:

Налягане в 1 съд

Температура в 1 съд

Налягане в съд 2

Температура в съд 2

Първи закон на термодинамиката - Промяната във вътрешната енергия ΔU не е изолирана термодинамична системае равна на разликата между количеството топлина Q, предадено на системата, и работата A на външните сили

Вместо работата A, извършена от външни сили върху термодинамична система, често е по-удобно да се разглежда работата A’, извършена от термодинамичната система върху външни тела. Тъй като тези произведения са равни по абсолютна стойност, но противоположен по знак:

Тогава след такава трансформация първи закон на термодинамикатаще изглежда така:

Първи закон на термодинамиката - В неизолирана термодинамична система промяната във вътрешната енергия е равна на разликата между количеството получена топлина Q и работата A’, извършена от тази система

Говорейки на прост език първи закон на термодинамикатаговори за енергия, която не може да се създаде сама и да изчезне в нищото; тя се прехвърля от една система в друга и се превръща от една форма в друга (механична в термична).

Важно последствие първи закон на термодинамикатае, че е невъзможно да се създаде машина (двигател), която е способна да извършва полезна работа, без да консумира външна енергия. Такава хипотетична машина беше наречена вечен двигател от първи вид.

Константа на Болцман ($к$или $k\_(\backslash rm\; B)$) - физическа константа, която определя връзката между температура и енергия. Наречен на австрийския физик Лудвиг Болцман, който има голям принос в статистическата физика, в която тази константа играе ключова роля. Експерименталната му стойност в Международната система от единици (SI) е:

$k=1(,)380\backslash ,648\backslash ,52(79)\backslash умножено\; по\; 10^(-23)$ J/.

Числата в скоби показват стандартната грешка в последните цифри на стойността на количеството. В естествената система от единици на Планк естествената единица за температура е дадена така, че константата на Болцман е равна на единица.

Връзка между температура и енергия

В хомогенен идеален газ при абсолютна температура $T$, енергията за всяка транслационна степен на свобода е равна, както следва от разпределението на Максуел, $kT/2$. При стайна температура (300 ) тази енергия е $2(,)07\backslash пъти\; 10^(-21)$ J, или 0,013 eV. В едноатомен идеален газвсеки атом има три степени на свобода, съответстващи на три пространствени оси, което означава, че всеки атом има енергия от $\backslash frac\; 3\; 2\; kT$.

Познавайки топлинната енергия, можем да изчислим средната квадратична скорост на атомите, която е обратно пропорционална корен квадратен атомна маса. Средната квадратична скорост при стайна температура варира от 1370 m/s за хелий до 240 m/s за ксенон. В случай на молекулярен газ ситуацията става по-сложна, например двуатомен газ има пет степени на свобода (при ниски температури, когато вибрациите на атомите в молекулата не се възбуждат).

Определение за ентропия

Ентропията на една термодинамична система се определя като натурален логаритъмвърху броя на различните микросъстояния $З$, съответстващо на дадено макроскопично състояние (например състояние с дадена пълна енергия).

$S=k\backslash ln\; Z.$

Фактор на пропорционалност $к$и е константата на Болцман. Това е израз, който определя връзката между микроскопични ( $З$) и макроскопични състояния ( $С$), изразява централната идея на статистическата механика.

Предполагаема фиксация на стойността

XXIV Генерална конференция по мерки и теглилки, проведена на 17-21 октомври 2011 г., прие резолюция, в която по-специално се предлага бъдещото преразглеждане на Международната система от единици да се извърши по такъв начин, че фиксирайте стойността Константа на Болцман, след което ще се счита за сигурно точно. В резултат на това той ще бъде изпълнен точноравенство к=1,380 6X 10 −23 J/K. Тази предполагаема фиксация е свързана с желанието да се предефинира единицата за термодинамична температура келвин, свързвайки нейната стойност със стойността на константата на Болцман.

Вижте също

Напишете отзив за статията "Константата на Болцман"

Бележки

Това е чернова на статия за термодинамика и статистическа физика. Можете да помогнете на проекта, като добавите към него.

Откъс, характеризиращ константата на Болцман

– Но какво означава това? – каза Наташа замислено.
- О, не знам колко необикновено е всичко това! - каза Соня, като се хвана за главата.
Няколко минути по-късно принц Андрей се обади и Наташа влезе да го види; и Соня, изпитвайки емоция и нежност, които рядко е изпитвала, остана на прозореца, размишлявайки върху необикновения характер на случилото се.
На този ден имаше възможност да се изпращат писма до армията, а графинята написа писмо до сина си.
— Соня — каза графинята, вдигайки глава от писмото, когато племенницата й мина покрай нея. – Соня, няма ли да пишеш на Николенка? - каза графинята с тих, треперещ глас и в погледа на уморените й очи, гледащи през очила, Соня прочете всичко, което графинята разбра в тези думи. Този поглед изразяваше молба, страх от отказ, срам, че трябва да поиска, и готовност за непримирима омраза в случай на отказ.
Соня се приближи до графинята и, като коленичи, целуна ръката й.
„Ще пиша, маман“, каза тя.
Соня беше размекната, развълнувана и трогната от всичко, което се случи този ден, особено от тайнственото изпълнение на гадаене, което току-що видя. Сега, когато знаеше, че по повод подновяването на връзката на Наташа с княз Андрей, Николай не можеше да се ожени за принцеса Мария, тя радостно почувства завръщането на това настроение на саможертва, в което обичаше и беше свикнала да живее. И със сълзи на очи и с радостта от осъществяването на щедро дело, тя, прекъсвана няколко пъти от сълзи, които замъглиха кадифено черните й очи, написа, че трогателно писмо, чието получаване толкова изуми Николай.

В караулката, където беше отведен Пиер, офицерът и войниците, които го взеха, се отнасяха към него враждебно, но в същото време с уважение. Имаше и чувство на съмнение в отношението им към него относно това кой е той (не е ли много важна личност), и враждебност поради все още прясната им лична борба с него.
Но когато сутринта на друг ден дойде смяната, Пиер почувства, че за новата гвардия - за офицерите и войниците - тя вече нямаше значението, което имаше за тези, които го взеха. И наистина, в този едър, дебел мъж в селски кафтан, стражите на следващия ден вече не виждаха онзи жив човек, който така отчаяно се биеше с мародера и с ескортиращите войници и каза тържествена фраза за спасяването на детето, но видя само седемнадесетият от държаните по някаква причина, по заповед на висшите власти, пленените руснаци. Ако имаше нещо особено в Пиер, това беше само неговият плах, напрегнато замислен вид и Френски, в който учудващо за французите се изказа добре. Въпреки факта, че в същия ден Пиер беше свързан с други заподозрени заподозрени, тъй като отделната стая, която заемаше, беше необходима на офицер.
Всички руснаци, държани с Пиер, бяха хора от най-нисък ранг. И всички те, признавайки Пиер за майстор, го отбягваха, особено след като той говореше френски. Пиер с тъга чу присмеха си над себе си.
На следващата вечер Пиер научи, че всички тези затворници (и вероятно включително самият той) ще бъдат съдени за палеж. На третия ден Пиер беше отведен с други в къща, където седяха френски генерал с бели мустаци, двама полковници и други французи с шалове на ръцете. На Пиер, заедно с други, бяха задавани въпроси за това кой е той с прецизността и сигурността, с които обвиняемите обикновено се третират, като се предполага, че надхвърлят човешките слабости. къде беше той? с каква цел? и така нататък.
Тези въпроси, оставяйки настрана същността на житейския въпрос и изключвайки възможността за разкриване на тази същност, подобно на всички въпроси, задавани в съдилищата, имаха за цел само да създадат канала, по който съдиите искаха да текат отговорите на обвиняемия и да го отведат до желаната цел, тоест към обвинението. Щом започнеше да говори нещо, което не отговаряше на целта на обвинението, те вземаха бразда и водата можеше да тече, където си иска. Освен това Пиер изпита същото, което подсъдимият изпитва във всички съдилища: недоумение защо са му зададени всички тези въпроси. Чувстваше, че този трик с вмъкването на жлеб се използва само от снизхождение или, така да се каже, от учтивост. Той знаеше, че е във властта на тези хора, че само силата го е довела тук, че само властта им дава право да искат отговори на въпроси, че единствената цел на тази среща е да го обвинят. И следователно, след като имаше власт и имаше желание за обвинение, нямаше нужда от номера с въпроси и съд. Беше очевидно, че всички отговори трябваше да водят до вина. На въпроса какво е правил, когато са го взели, Пиер отговори с известна трагедия, че е носел дете при родителите си, qu"il avait sauve des flammes [което е спасил от пламъците]. - Защо се бори с мародера Пиер отговори, че защитава жена, че защитата на обидена жена е задължение на всеки човек, че... Той беше спрян: това не стигаше до въпроса Защо беше в двора на горяща къща къде са го видели свидетели? Отговори, че отива да види какво става в Москва. Спряха го отново: не го попитаха къде отива и защо е близо до огъня? Кой е той? Повториха първият въпрос към него, на който каза, че не иска да отговаря.Отново отговори, че не може да каже това.

Болцман Лудвиг (1844-1906)- велик австрийски физик, един от основателите на молекулярно-кинетичната теория. В трудовете на Болцман молекулярно-кинетичната теория се появява за първи път като логически последователна, последователна физическа теория. Болцман дава статистическа интерпретация на втория закон на термодинамиката. Той направи много за развитието и популяризирането на теорията на Максуел за електромагнитното поле. Борец по природа, Болцман страстно защитава необходимостта от молекулярно тълкуване на топлинните явления и поема основната тежест на борбата срещу учените, които отричат ​​съществуването на молекули.

Уравнение (4.5.3) включва отношението на универсалната газова константа Р към константата на Авогадро н А . Това съотношение е еднакво за всички вещества. Нарича се Болцманова константа в чест на Л. Болцман, един от основателите на молекулярно-кинетичната теория.

Константата на Болцман е:

Уравнение (4.5.3), отчитащо константата на Болцман, се записва, както следва:

Физическо значение на константата на Болцман

Исторически температурата за първи път е въведена като термодинамична величина и е установена нейната мерна единица - градуси (виж § 3.2). След установяване на връзката между температурата и средната кинетична енергия на молекулите, стана очевидно, че температурата може да се определи като средната кинетична енергия на молекулите и да се изрази в джаули или ергове, т.е. вместо количеството Tвъведете стойност T*така че

Така определената температура е свързана с температурата, изразена в градуси, както следва:

Следователно константата на Болцман може да се разглежда като величина, която свързва температурата, изразена в енергийни единици, с температурата, изразена в градуси.

Зависимост на налягането на газа от концентрацията на неговите молекули и температурата

Като изрази дот съотношението (4.5.5) и замествайки го във формула (4.4.10), получаваме израз, показващ зависимостта на налягането на газа от концентрацията на молекулите и температурата:

От формула (4.5.6) следва, че при еднакви налягания и температури концентрацията на молекулите във всички газове е еднаква.

Това предполага закона на Авогадро: равни обеми газове при еднакви температури и налягания съдържат еднакъв брой молекули.

Средната кинетична енергия на постъпателното движение на молекулите е право пропорционална на абсолютната температура. Фактор на пропорционалност- Константа на Болцманк = 10 -23 J/K - трябва да запомните.

§ 4.6. Разпределение на Максуел

В голям брой случаи познаването на средните стойности на физическите величини само по себе си не е достатъчно. Например, познаването на средния ръст на хората не ни позволява да планираме производството на дрехи с различни размери. Трябва да знаете приблизителния брой хора, чиято височина е в определен интервал. По същия начин е важно да знаете броя на молекулите, които имат скорости, различни от средната стойност. Максуел е първият, който открива как могат да бъдат определени тези числа.

Вероятност за случайно събитие

В §4.1 вече споменахме, че за да опише поведението на голяма колекция от молекули, J. Maxwell въвежда понятието вероятност.

Както многократно е подчертавано, по принцип е невъзможно да се проследи промяната в скоростта (или импулса) на една молекула за голям интервал от време. Също така е невъзможно да се определят точно скоростите на всички газови молекули в даден момент. От макроскопичните условия, в които се намира газ (определен обем и температура), не е задължително да следват определени стойности на молекулните скорости. Скоростта на една молекула може да се разглежда като случайна променлива, която при дадени макроскопични условия може да приема различни стойности, точно както при хвърляне на зар можете да получите произволен брой точки от 1 до 6 (броят на страните на зара е шест). Невъзможно е да се предвиди броят на точките, които ще излязат при хвърляне на зар. Но вероятността да се хвърлят, да речем, пет точки е определима.

Каква е вероятността да се случи случайно събитие? Нека се произвежда много голямо число нтестове (н - брой хвърлени зарове). В същото време, в н" случаи е имало благоприятен резултат от тестовете (т.е. падане на петица). Тогава вероятността за дадено събитие е равна на отношението на броя на случаите с благоприятен изход към общия брой опити, при условие че този брой е толкова голям, колкото желаете:

За симетричен зар вероятността за всеки избран брой точки от 1 до 6 е .

Виждаме, че на фона на много случайни събития се разкрива определена количествена закономерност, появява се число. Това число - вероятността - ви позволява да изчислявате средни стойности. И така, ако хвърлите 300 зара, тогава средният брой петици, както следва от формула (4.6.1), ще бъде равен на: 300 = 50 и няма абсолютно никаква разлика дали хвърляте едни и същи зарове 300 пъти или 300 еднакви зарове по едно и също време.

Няма съмнение, че поведението на газовите молекули в съд е много по-сложно от движението на хвърлен зар. Но и тук може да се надяваме да открием определени количествени закономерности, които правят възможно изчисляването на статистически средни стойности, само ако проблемът се постави по същия начин, както в теорията на игрите, а не като в класическата механика. Необходимо е да се изостави неразрешимият проблем с определянето точна стойностскоростта на молекулата в даден момент и се опитайте да намерите вероятността скоростта да има определена стойност.

Роден през 1844 г. във Виена. Болцман е пионер и пионер в науката. Неговите трудове и изследвания често са били неразбираеми и отхвърляни от обществото. Въпреки това, с по-нататъшното развитие на физиката, неговите трудове са признати и впоследствие публикувани.

Научните интереси на учения обхващат фундаментални области като физика и математика. От 1867 г. работи като преподавател в редица висши учебни заведения. В своите изследвания той установява, че това се дължи на хаотичните удари на молекулите върху стените на съда, в който се намират, докато температурата зависи пряко от скоростта на движение на частиците (молекулите), с други думи, от тяхната Следователно колкото по-висока е скоростта на движение на тези частици, толкова по-висока е температурата. Константата на Болцман е кръстена на известния австрийски учен. Именно той има неоценим принос за развитието на статичната физика.

Физически смисъл на това постоянно количество

Константата на Болцман определя връзката между температура и енергия. В статичната механика той играе основна ключова роля. Константата на Болцман е равна на k=1,3806505(24)*10 -23 J/K. Числата в скоби показват допустимата грешка на стойността спрямо последните цифри. Струва си да се отбележи, че константата на Болцман може да бъде получена и от други физически константи. Тези изчисления обаче са доста сложни и трудни за изпълнение. Те изискват задълбочени познания не само в областта на физиката, но и

(кили к Б)е физическа константа, която определя връзката между температура и енергия. Наречен на австрийския физик Лудвиг Болцман, който има голям принос в статистическата физика, в която това се превърна в ключова позиция. Експерименталната му стойност в системата SI е

Числата в скоби показват стандартната грешка в последните цифри на стойността на количеството. По принцип константата на Болцман може да бъде получена от определението за абсолютна температура и други физически константи (за да направите това, трябва да можете да изчислите температурата на тройната точка на водата от първите принципи). Но определянето на константата на Болцман с помощта на първи принципи е твърде сложно и нереалистично съвременно развитиезнания в тази област.
Константата на Болцман е излишна физическа константа, ако измервате температурата в единици енергия, което много често се прави във физиката. Това всъщност е връзка между точно определена величина - енергия и степен, чието значение се е развило исторически.
Определение за ентропия
Ентропията на една термодинамична система се определя като натурален логаритъм от броя на различните микросъстояния Z, съответстващи на дадено макроскопично състояние (например състояния с дадена обща енергия).

Фактор на пропорционалност ки е константата на Болцман. Този израз, който определя връзката между микроскопичните (Z) и макроскопичните (S) характеристики, изразява основната (централна) идея на статистическата механика.