Determinação de constante de Boltzmann!!!!!!!?

Question

Preciso de em modelo experimental e se possível conclusões para a determinação da constante de Boltzmann.
Pesso que por favor me enviem algo para me ajudar

muito obrigado

Answer 1

Logan,

No túmulo de Ludwig Boltzmann, no Cemitério Central de Viena, pode-se ver a imagem do criador da Física Estatística e, acima dela, a famosa equação:

S = k log W.
O curioso é que Boltzmann nunca escreveu essa equação. Ela apareceu, pela primeira vez, no livro Teoria do Calor, de Max Planck, publicado em 1906, ano da morte de Boltzmann. Até a constante k, hoje chamada de constante de Boltzmann, foi introduzida na literatura por Planck.

Mas, isso não tem nenhuma importância, pois Boltzmann foi o primeiro e o mais ativo defensor da idéia de explicar os fenômenos macroscópicos (pressão, temperatura etc) através de interações entre átomos e moléculas em constante movimento.

Hoje, qualquer criança de jardim da infância sabe o que é um átomo e aceita, com naturalidade, sua existência. No final do século 19, porém, muitos físicos e químicos de renome não aceitavam a idéia de que a matéria é descontínua. As opinões de Boltzmann foram contestadas com veemência por Ernest Mach e Wilhelm Ostwald e as desavenças, em certos momentos, saíram da arena puramente científica, entrando na disputa pessoal.
No entanto, Boltzmann não estava só, nessa disputa. Alguns dos maiores sábios da Europa e dos Estados Unidos sempre o apoiaram. Inúmeras honrarias e títulos lhe foram concedidos pelas mais conceituadas universidades. O próprio Max Planck, um de seus maiores fãs, escreveu, em 1904:
"Clausius e Maxwell nunca tentaram dar uma definição direta da entropia em termos mecânicos. Esse passo foi dado por Boltzmann, a partir da teoria cinética dos gases, definindo a entropia de forma geral e inequívoca, como o logaritmo da probabilidade de um estado mecânico."

Mas, Ludwig Boltzmann era um cara depressivo. Por causa das desavenças com alguns colegas, como os que citamos acima, ele mudava constantemente de universidade, tendo passado, em poucos anos, por Viena, Graz, Leipzig, Heidelberg e Berlim. Em 1900, quando estava em Leipzig, tentou o suicídio, talvez por causa de suas controvérsias com Ostwald. Em 1902, voltou para Viena mas sua saúde, física e mental, definhava. Em 1906, quando passava férias na Baía de Druino, perto de Trieste, Boltzmann se enforcou. Não se sabe ao certo se as acirradas disputas científicas que ainda o acompanhavam pesaram para que ele encarasse esse trágico fim.

Pouco tempo depois de sua morte as evidências experimentais da validade de suas idéias começaram a se acumular rapidamente. Medidas de J. Perrin, em 1908, mostraram de forma inequívoca a existência e o movimento dos átomos e moléculas e sua concordância perfeita com as previsões teóricas de Boltzmann.

Juntamente com o americano Josiah Gibbs, que trabalhou na mesma linha que ele, de forma independente, Boltzmann é considerado o criador da Mecânica Estatística, um dos ramos mais importantes e frutíferos da Física Moderna.

A constante de Boltzmann (k ou kB) é a constante física que relaciona temperatura e energia de moléculas.

O seu valor experimental, em unidades SI, determinado em 2002, é:
K= 1,381 * 10^(-23) J/K ou
K = 8,617 * 10^(-5) (não-SI)
O fator de conversão entre os dois valores é a carga do eléctron:
q = 1,60217653 (14) * 10^(-19) coulomb por electron.

A forma mais simples de chegar à constante de Boltzmann é dividir a constante dos gases perfeitos pelo número de Avogadro.

A constante de Boltzman relaciona assim a ideia de que para qualquer quantidade de um gás ideal, obtemos um valor constante caso dividamos o valor obtido a partir da multipicação de pressão e volume pelo valor da temperatura, o R (0,082 (atm.L)/(mol.K) ou 8,31 J/k). Deste modo estamos a considerar que R é a quantidade de energia por mol de moléculas de gás. Ao dividir este novo valor pelo número de Avogadro obtemos a quantidade de energia contida por cada molécula de gás, de acordo com as expressões:

PV/T=cte (R.n), R/N=Kb (ou B).

O logaritmo usado na fórmula de Boltzmann é o logaritmo natural (base e), e não o decimal (base 10).


Espero ter conseguido ajudá-lo!

Att,

Daniele