ボルツマン定数とは？
ぼるつまんていすう
ボルツマン定数とは、温度と熱エネルギーを結びつける基本的な物理定数で、統計力学・熱力学において中心的な役割を果たす定数です。
ボルツマン定数（Boltzmann constant）は、物理学の基本定数のひとつで、気体分子などの微視的な粒子の持つ熱エネルギーと、巨視的な量である温度（絶対温度）を結びつける比例定数です。記号は k または k_B で表されます。
その値は正確に 1.380649 × 10^−23 J/K と定義されています（2019年のSI単位系改定以降は厳密に定義）。熱力学的温度（ケルビン）が1K上がるとき、気体分子1個が持つ平均的な熱エネルギーはボルツマン定数の数倍に相当します。
ボルツマン定数の主な役割は以下の通りです。
- 理想気体の状態方程式：pV = NkT（N：分子数、T：温度）
- エントロピーの定義：S = k ln W（W：微視的状態数）
- エネルギーの熱力学的分配（ボルツマン分布）の記述
この定数は、オーストリアの物理学者ルートヴィヒ・ボルツマンが統計力学の基礎を築く際に中心的に用いたことから、その名が付けられました。ボルツマン定数はアボガドロ定数と気体定数を介して相互に結びついており、原子・分子スケールの物理と日常的な熱・温度の世界をつなぐ橋渡しとなっています。
使い方・例文
大学の熱力学・統計力学の授業で「気体分子の平均運動エネルギーは（3/2）kT で表される」という形で登場します。また半導体物理や電子工学でも頻繁に使われます。
この用語をシェア
最終更新: