A constante de Boltzmann é uma constante física fundamental que relaciona a energia cinética média das partículas num gás com a temperatura do gás. O seu nome é uma homenagem ao físico austríaco Ludwig Boltzmann, que contribuiu significativamente para o desenvolvimento da mecânica estatística. A constante de Boltzmann, designada por k, tem um valor de 1,380649 x 10^-23 joules por kelvin (J/K). Esta constante desempenha um papel vital em vários ramos da física, incluindo a termodinâmica, a mecânica estatística e a mecânica quântica.
Em relação a esta constante, a constante de Stefan-Boltzmann é outra constante que recebeu o nome de Ludwig Boltzmann e do físico austríaco Josef Stefan. É a constante de proporcionalidade na lei de Stefan-Boltzmann, que relaciona a energia total irradiada por unidade de superfície por um corpo negro com a sua temperatura. A constante de Stefan-Boltzmann tem um valor de 5,670374 x 10^-8 watts por metro quadrado por kelvin à quarta potência (W/(m^2K^4)). Esta constante é utilizada no estudo da radiação térmica e tem grande importância em astrofísica, onde é utilizada para estimar a temperatura e a luminosidade das estrelas.
A emissividade térmica é outro conceito crucial relacionado com estas constantes. É uma medida da capacidade de um material emitir radiação térmica. É definida como o rácio entre a radiação térmica emitida por um material e a emitida por um corpo negro à mesma temperatura. A emissividade de um material varia entre zero e um, e um valor mais elevado indica que o material é um bom emissor de radiação térmica. As constantes de Stefan-Boltzmann e Boltzmann são utilizadas no cálculo da emissividade térmica.
Tendo em conta este facto, o valor da constante de Planck também pode ser calculado utilizando a constante de Boltzmann. A constante de Planck, designada por h, é uma constante fundamental da mecânica quântica que relaciona a energia de um fotão com a sua frequência. Tem um valor de 6,62607015 x 10^-34 joule-segundos (J-s). A relação entre a constante de Planck e a constante de Boltzmann é dada por h = k * (2,70282076 x 10^23) Hz/K, em que Hz é a unidade de frequência. Esta relação é utilizada para derivar outras constantes fundamentais da física, como a velocidade da luz e a carga elementar.
Por último, a constante R é a constante dos gases, que relaciona a energia de um sistema com a sua temperatura e pressão. É definida como o produto da constante de Boltzmann e do número de Avogadro, que é o número de partículas num mol de uma substância. A constante dos gases tem um valor de 8,314462618 J/(mol K), em que J é a unidade de energia e mol é a unidade de quantidade de substância.
Em resumo, a constante de Boltzmann é uma constante fundamental que relaciona a temperatura e a energia cinética num gás e desempenha um papel crucial em vários ramos da física. Está também relacionada com outras constantes fundamentais, como a constante de Planck e a constante dos gases. A constante de Stefan-Boltzmann é outra constante importante que é utilizada no estudo da radiação térmica, e a emissividade térmica é uma medida da capacidade de um material emitir radiação térmica.
A constante de Planck cortada, também conhecida como constante de Planck reduzida, é uma constante física representada pelo símbolo “ħ” (pronuncia-se “h-bar”). É definida como a constante de Planck dividida por 2π e tem um valor de aproximadamente 1,054571817 × 10^-34 joule-segundos. Desempenha um papel importante na mecânica quântica, especificamente no cálculo dos níveis de energia de átomos e moléculas.
A Lei de Wien é uma lei física que descreve a relação entre a temperatura de um corpo negro e o comprimento de onda em que este emite a quantidade máxima de radiação. Especificamente, a Lei de Wien afirma que o comprimento de onda em que um corpo negro emite a maior quantidade de radiação é inversamente proporcional à sua temperatura. Isto significa que à medida que a temperatura de um corpo negro aumenta, o comprimento de onda em que emite mais radiação torna-se mais curto. A Lei de Wien deve o seu nome ao físico alemão Wilhelm Wien, que a formulou pela primeira vez no final do século XIX.
O poder emissivo é a taxa a que um corpo emite radiação por unidade de área de superfície a uma dada temperatura e comprimento de onda. É uma propriedade fundamental de todos os objectos que emitem radiação. O poder emissivo está relacionado com a temperatura do objecto e o comprimento de onda da radiação emitida pela lei de Planck. O poder emissivo de um objecto pode ser utilizado para calcular a sua transferência de calor radiativo com outros objectos, como no caso da radiação térmica entre dois corpos.