KT (энергия)

kT (также k_BT) — произведение постоянной Больцмана k (или k_B) и температуры T. Это произведение используется в физике как масштабный множитель для вычисления значения энергии в системах на молекулярном уровне (иногда используется как единица энергии), поскольку температура и частота некоторых процессов зависит не только от энергии, но и от отношения энергии и величины kT, то есть от E / kT (см. уравнение Аррениуса, распределение Больцмана). Для системы в равновесии в каноническом ансамбле вероятность того, что она находится в состоянии с энергией E пропорциональна e^{−ΔE / kT}.

Значения kT при 25 °C (298 K)	Единицы измерения
kT = 4,11⋅10−21	Дж
kT = 4,114	пН⋅нм
kT = 9,83⋅10−22	кал
kT = 25,7	мэВ
Связанные величины
kT/hc = 200	см−1
kT/e = 25.7	мВ
RT = kT ⋅ NA = 2,479	кДж⋅моль−1
RT = 0.593	ккал⋅моль−1
h/kT = 0.16	пс

С более фундаментальной точки зрения kT является количеством теплоты, необходимой для повышения термодинамической энтропии системы на один нат. E / kT представляет количество энтропии в расчёте на одну молекулу, измеренную в натуральных единицах.

В макроскопических системах с большим количеством молекул обычно используется величина RT, в системе СИ энергия измеряется в джоулях на моль: (RT = kT ⋅ N_A).

RT

RT является произведением газовой постоянной R и температуры T. Такое произведение используется в физике как масштабный коэффициент для значений энергии в макроскопических масштабах, поскольку многие процессы зависят не только от значения энергии, но и от отношения энергии и RT, то есть от E/RT. В системе СИ величина RT измеряется в джоулях на моль.

Отличие от величины kT состоит только в множителе — числе Авогадро. Размерность величины такая же, как у энергии или [M L² T⁻²], что в СИ измеряется в джоулях:

kT = RT /N_A

Литература

• Atkins' Physical Chemistry, 9th ed., by P. Atkins and J. dePaula, Oxford University Press