Stefan–Boltzmann konstant

Stefan–Boltzmann-konstanten (også kalt Stefan-konstanten ), en fysisk konstant symbolisert med den greske bokstaven σ , er proporsjonalitetskonstanten i Stefan–Boltzmann-loven , der "den totale (fysiske) intensiteten som utstråles over alle lengder bølgeform øker som temperaturen" til en svart kropp øker, som er proporsjonal med den fjerde potensen av den termodynamiske temperaturen . [ 1 ] Teorien om termisk stråling etablerer teorien om kvantemekanikk , ved å bruke fysikk for å forholde seg til de molekylære, atomære og subatomære nivåene. Den slovenske fysikeren Josef Stefan formulerte konstanten i 1879, og den ble senere utledet i 1884 av den østerrikske fysikeren Ludwig Boltzmann . [ 2 ] Ligningen kan også utledes fra Plancks lov , å integrere over alle bølgelengder ved en gitt temperatur vil representere en svart kropp som en flat liten boks. [ 3 ] "Mengden av utsendt termisk stråling øker raskt og hovedfrekvensen til strålingen blir høyere med økende temperaturer." [ 4 ] Stefan–Boltzmann-konstanten kan brukes til å måle mengden varme som sendes ut av en svart kropp, som absorberer all strålingsenergien som treffer den, og som deretter vil sende ut all den energien. Videre tillater Stefan-Boltzmann-konstanten at temperaturen (K) kan konverteres til enheter av intensitet (W/m²), som er kraft per arealenhet.

Verdien av Stefan-Boltzmann-konstanten gitt i SI-enheter er: [ 5 ]

\sigma \;\approx \;5,670373(21)\ ganger 10^{-8}\ {\rm {\frac {W}{m^{2}\cdot K^{4}}}}

I cgs-enheter er Stefan–Boltzmann-konstanten:

\sigma \approx 5.6704\times 10^{-5}\ {\textrm {erg}}\,{\textrm {cm}}^{-2}\,{\textrm {s}}^{- 1}\,{\textrm{K}}^{-4}.

\sigma \ca. 11,7\ ganger 10^{-8}\ {\textrm {cal}}\,{\textrm {cm}}^{-2}\,{\textrm {dia}}^{- 1}\,{\textrm{K}}^{-4}.

I amerikanske standardenheter er Stefan–Boltzmann-konstanten: [ 6 ]

\sigma =0.1714\ ganger 10^{-8}\ {\textrm {BTU}}\,{\textrm {hr}}^{-1}\,{\textrm {ft}}^{-2 }\,{\textrm {R}}^{-4}.

Verdien av Stefan–Boltzmann-konstanten er avledebar så vel som eksperimentelt bestemmes ( se Stefan–Boltzmann-loven ). Det kan defineres i form av Boltzmanns konstant som:

\sigma ={\frac {2\pi 5}k_{\rm {B}}^{4}}{15h^{3}c^{2}}}={\frac {\pi 2} k_{\rm {B}}^{4}}{60\hbar 3}c^{2}}}

Symbol	Navn	Verdi	Enhet
$\sigma$	Stefan–Boltzmann konstant	5.670373(21)E-8	W / ( m2K4 )
$k_{\rm {B}}$	Boltzmann konstant	1.380649E-23	J/K
$h$	Planck er konstant	6.62607015E-34	js
$\hbar$	Redusert Planck konstant	1.054571817E-34	js
$c$	lysets hastighet i et vakuum	299792458	m/s

Den anbefalte verdien av CODATA beregnes fra den målte verdien av gasskonstanten :

\sigma ={\frac {2\pi 5}R^{4}}{15h^{3}c^{2}N_{\rm {A}}^{4}}}={ \frac {32\pi 5}hR^{4}R_{\infty }^{4}}{15A_{\rm {r}}({\rm {e}})^{4}M_{\ rm {u} }^{4}c^{6}?8}}}

Symbol	Navn	Verdi	Enhet
$\sigma$	Stefan–Boltzmann konstant	5.670373(21)E-8	W / ( m2K4 )
$R$	universell gasskonstant	8,314472	J / (mol K)
$N_{\rm {A}}$	Avogadros konstant	6.022140857(62)E23	føflekk -1
$h$	Planck er konstant	6.62607015E-34	js
$c$	lysets hastighet i et vakuum	299792458	m/s
$R_{\infty }$	Rydbergs konstante	1,0973731568539(55)E7	m -1
$M_{\rm {u}}$	molar massekonstant (per definisjon 1 g/mol)	0,99999999965(30)E-3	kg/mol
$?$	Fin struktur konstant	0,0072973525693(11)
$A_{\rm {r}}({\rm {e}})$	Relativ atommasse til elektronet

Dimensjonsformelen er M 1 L 0 T -3 K -4 .

En relatert konstant er strålingskonstanten ( eller strålingstetthetskonstanten ) som er gitt av: [ 7 ]

a={\frac {4\sigma }{c}}=7.5657\ ganger 10^{-15}{\textrm {erg}}\,{\textrm {cm}}^{-3}\, {\textrm {K}}^{-4}=7.5657\ ganger 10^{-16}{\textrm {J}}\,{\textrm {m}}^{-3}\,{\textrm {K }}^{-4}.

Referanser

^ Krane, Kenneth (2012). Moderne fysikk (på engelsk) . John Wiley og sønner. s. 81 .
↑ «Stephan-Boltzmann Law» (på engelsk) . Encyclopaedia Britannica.
^ Halliday og Resnick (2014). Fundamentals of Physics ( tiende utgave). John Wiley og sønner. s. 1166.
^ Eisberg, Resnick, Robert, Robert (1985). Kvantefysikk av atomer, molekyler, faste stoffer, kjerner og partikler ( Andre utgave). John Wiley og sønner. Arkivert fra originalen 26. februar 2014 . Hentet 21. desember 2014 .
^ "CODATA Verdi: Stefan-Boltzmann konstant" . NIST- referansen om konstanter, enheter og usikkerhet . US National Institute of Standards and Technology . juni 2011 . Hentet 3. november 2013 .
↑ Çengel, Yunus A (2007). Varme- og masseoverføring: en praktisk tilnærming (tredje utgave) McGraw Hill.
^ " Strålingskonstant " i ScienceWorld . (på engelsk)

Dette verket inneholder en avledet oversettelse av « Stefan–Boltzmann konstant » fra Wikipedia på engelsk, nærmere bestemt denne versjonen av 20. juli 2014 , utgitt av utgiverne under GNU Free Documentation License og Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License Unported .