La constante de Stefan-Boltzmann (también llamada constante de Stefan), una constante física simbolizada por la letra griega σ, es la constante de proporcionalidad en la ley de Stefan-Boltzmann, donde «la intensidad (física) total irradiada sobre todas las longitudes de onda se incrementa a medida que aumenta la temperatura» de un cuerpo negro que es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura termodinámica.[1] La teoría de la radiación térmica establece la teoría de la mecánica cuántica, por medio del uso de la física para relacionarse con los niveles moleculares, atómicos y subatómicos. El físico esloveno Josef Stefan formuló la constante en 1879, y más tarde fue derivada en 1884 por el físico austriaco Ludwig Boltzmann.[2] La ecuación también se puede derivar de la ley de Planck, al integrar sobre todas las longitudes de onda a una temperatura dada representará un cuerpo negro como cajita plana.[3] «La cantidad de radiación térmica emitida aumenta rápidamente y la frecuencia principal de la radiación se hace mayor con el aumento de las temperaturas.»[4] La constante de Stefan-Boltzmann se puede utilizar para medir la cantidad de calor emitida por un cuerpo negro, el cual absorbe toda la energía radiante que le golpea, y emitirá posteriormente toda esa energía. Además, la constante de Stefan-Boltzmann permite a la temperatura (K) convertirse a unidades de intensidad (W/m²), que es la potencia por unidad de área.
El valor de la constante de Stefan-Boltzmann dado en unidades del SI es:[5]
En unidades cgs la constante de Stefan–Boltzmann es:
En unidades reglamentarias estadounidenses, la constante de Stefan–Boltzmann es:[6]
El valor de la constante de Stefan-Boltzmann es derivable así como experimentalmente determinable (véase ley de Stefan-Boltzmann). Puede definirse en términos de la constante de Boltzmann como:
Símbolo | Nombre | Valor | Unidad |
---|---|---|---|
Constante de Stefan-Boltzmann | 5.670374419E-8 | W / (m2 K4) | |
Constante de Boltzmann | 1.380649E-23 | J / K | |
Constante de Planck | 6.62607015E-34 | J s | |
Constante de Planck reducida | 1.054571817E-34 | J s | |
Velocidad de la luz en el vacío | 299792458 | m / s |
El valor recomendado del CODATA es calculado a partir del valor medido de la constante de los gases:
Símbolo | Nombre | Valor | Unidad |
---|---|---|---|
Constante de Stefan-Boltzmann | 5.670374419E-8 | W / (m2 K4) | |
Constante universal de los gases | 8.314472 | J / (mol K) | |
Constante de Avogadro | 6.022140857(62)E23 | mol-1 | |
Constante de Planck | 6.62607015E-34 | J s | |
Velocidad de la luz en el vacío | 299792458 | m / s | |
Constante de Rydberg | 1.0973731568539(55)E7 | m-1 | |
Constante de masa molar
(por definición, 1 g / mol) |
0.99999999965(30)E-3 | kg / mol | |
Constante de estructura fina | 0.0072973525693(11) | ||
Masa atómica relativa del electrón |
La fórmula dimensional es M1L0T-3K-4.
Una constante relacionada es la constante de radiación (o constante de densidad de radiación) que está dada por:[7]