Constanta lui Loschmidt

Constanta lui Loschmidt sau Numărul lui Loschmidt (simbol: n₀) este numărul de particule (atomi ori molecule) ale unui gaz ideal dintr-un volum dat (cunoscut și ca densitate numerică). Este cel mai adesea utilizat pentru condiții standard, sau normale, de temperatură și presiune. Conform regulilor din 2014 ale CODATA (Comitetul de Date pentru Știință și Tehnologie), ^[1] valuarea recomandată este de 7025268678110000000♠2.6867811(15)×10²⁵ per metru cub la 0 °C (sau 273,16 K) și 1 atm, comparativ cu valoarea recomandată în 2006 de aceeași CODATA, care era ^[2] de 2.686 7774(47)×10²⁵ per metru cub la 0 °C și 1 atm.

Constanta este numită după fizicianul austriac Johann Josef Loschmidt, care a fost primul om de știință, care, în 1865, a fost capabil de a estima corect dimensiunile reale ale moleculelor.^[3] Termenul de "Constanta lui Loschmidt" este adesea folosit cu referire la Numărul lui Avogadro, mai ales în textele de limbă germană.

Constanta lui Loschmidt este dată de relația matematică:

n_{0}={\frac {p_{0}}{k_{\rm {B}}T_{0}}}

unde p₀ este presiune atmosferică standard la nivelul mării, k_B este constanta lui Boltzmann iar T₀ este temperatura termodinamică absolută. Relația sa cu constanta/numărul lui Avogadro, N_A, este dată de relația:

n_{0}={\frac {p_{0}N_{\rm {A}}}{RT_{0}}}

unde R reprezintă constanta universală a gazului ideal.

Fiind o măsură a densității numerice volumice, constanta lui Loschmidt este utilizată pentru a defini {{ill-wd| Q4063874|Amagat|amagatul]], o unitate practică de utilizare a densității numerice pentru gaze, dar și pentru alte substanțe.

1 amagat = n₀ = 2.6867811×10²⁵ m⁻³,

astfel încât constanta lui Loschmidt este exact 1 amagat.

Determinări moderne modificare

În setul de recomandări al CODATA pentru constante fizice, constanta lui Loschmidt este calculată utilizând constanta universală a gazului ideal și numărul lui Avogadro, conform relației de mai jos:^[4]

n_{0}={\frac {N_{\rm {A}}}{R}}{\frac {p_{0}}{T_{0}}}={\frac {A_{\rm {r}}({\rm {e}})M_{\rm {u}}c\alpha ^{2}}{2R_{\infty }hR}}{\frac {p_{0}}{T_{0}}}

unde A_r(e) este masa atomică relativă a electronului, M_u este constanta masei molare^⁠(d), c este viteza luminii în vid, α is the constanta structurii fine a materiei, R_∞ este constanta lui Rydberg și h este constanta lui Planck. Presiunea și temperatura pot fi ales (relativ) „la întâmplare”, dar este recomandabil să fie cele standard, adică să fie cotate ca fiind cele folosite în calcularea constantei lui Loschmidt. Precizia cu care constanta lui Loschmidt este astăzi cunoscută este limitată strict la incertitudinea determinată de valorea constantei gazului ideal, comparativ cu gazele reale.

Primele determinări modificare

Prima determinare estimativă a lui Loschmidt dădea o valoare de aproximativ n₀ = 1.81×10²⁴ m^-3. Opt ani mai târziu Maxwell cita o valoare de „aproximativ 19 milioane de milioane de milioane" per cm³, ori 1.9×10²⁵ m^-3.^[5]

Vezi și modificare

Legea lui Avogadro

Referințe modificare

^ en CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants:2014 Format:Nist, arΧiv:https://arxiv.org/pdf/1507.07956v1.pdf
^ en Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). „CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006” (PDF). Rev. Mod. Phys. 80: pp. 633–730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Mentenanță CS1: Text în plus (link) Legătură directă spre valoare.
^ de Loschmidt, J. (1865). „Zur Grösse der Luftmoleküle”. Sitzungsberichte der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften Wien. 52 (2): 395–413. .
^ en Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N. (2005). „CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2002” [Valori recomandate de CODATA pentru constantele fizice fundamentale: 2002]. Reviews of Modern Physics. 77 (1): 1–107. Bibcode:2005RvMP...77....1M. doi:10.1103/RevModPhys.77.1.
^ en Maxwell, James Clerk (1873). „Molecules”. Nature. 8 (204): 437–41. Bibcode:1873Natur...8..437.. doi:10.1038/008437a0.

Legături externe modificare

en ThermoPedia
en Chemistry God Arhivat în 1 octombrie 2020, la Wayback Machine.
en ScienceWorld at Wolfram.com
en Definitions.net

[1] CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants:2014 Format:Nist, arΧiv:https://arxiv.org/pdf/1507.07956v1.pdf

[2] Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). „CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006” (PDF). Rev. Mod. Phys. 80: pp. 633–730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Mentenanță CS1: Text în plus (link) Legătură directă spre valoare.

[3] Loschmidt, J. (1865). „Zur Grösse der Luftmoleküle”. Sitzungsberichte der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften Wien. 52 (2): 395–413. .

[4] Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N. (2005). „CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2002” [Valori recomandate de CODATA pentru constantele fizice fundamentale: 2002]. Reviews of Modern Physics. 77 (1): 1–107. Bibcode:2005RvMP...77....1M. doi:10.1103/RevModPhys.77.1.

[Maxwell-5] Maxwell, James Clerk (1873). „Molecules”. Nature. 8 (204): 437–41. Bibcode:1873Natur...8..437.. doi:10.1038/008437a0.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]