Νόμος Στέφαν-Μπόλτζμαν: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
→‎Εξαγωγή με θερμοδυναμικά επιχειρήματα: διόρθωση σε ορφογραφικά λάθη
Γραμμή 34:
=== Εξαγωγή με θερμοδυναμικά επιχειρήματα ===
 
Το γεγονός ότι η ενεργειακή πυκνότητα της ακτινοβολίας που βρίσκεται περιορισμένη σε μια κοιλότητα είναι αλάλογηανάλογη της τέταρτης δύναμης της θερμοκρασίας μπορεί να γίνει κατανοητό με τη βοήθεια της θερμοδυναμικής. Από την κλασσική ηλεκτροδυναμική ξέρουμε ότι η πίεση (P) που ασκεί η ακτινοβολία στα τοιχώματα της κοιλότητας συνδέεται με την πυκνότητα ενέργειας μέσω της σχέσης:
 
:<math>P=\frac{u}{3}</math>
Γραμμή 42:
:<math>U=3PV\,</math>
 
ΕισάγωνταςΕισάγοντας το αυτό στον θεμελιώδη νόμο της θερμοδυναμικής
 
:<math>dU=T dS - P dV\,</math>
Γραμμή 50:
:<math>dS=4\frac{P}{T}dV + 3\frac{V}{T}dP</math>
 
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση αυτή για να καταλήξουμε σε μια [[σχέσεις ΜάξουεςΜάξουελ|σχέση του Μάξουελ]]. Από την εξίσωση φαίνεται ότι
 
:<math>\left(\frac{\partial S}{\partial V}\right)_{P}=4\frac{P}{T}</math>
Γραμμή 62:
:<math>4\left(\frac{\partial \left(P/T\right)}{\partial P}\right)_{V}= 3\left(\frac{\partial \left(V/T\right)}{\partial V}\right)_{P}</math>
 
Επειδή η πίεση είναι ανάλογη της εσωτερικής ενεργειακής πυκνότητας, εξαρτάται μόνο από την θερμοκρασία και όχι από τον όγκο. Επομένως στην παράγωγο του δεξιού μέλους της εξίσωσης, η θερμοκρασία είναι σταθερή. Υπολογίζοντας τις παραγώγους πέρνουμεπαίρνουμε τη διαφορική εξίσωση:
:<math>\frac{1}{P}\frac{dP}{dT}=\frac{4}{T}</math>