第二章 熱學(xué)的發(fā)展

第二章熱學(xué)的發(fā)展§2.1.對(duì)熱現(xiàn)象的早期探索和利用§2.2.熱力學(xué)第一定律的建立§2.3.熱力學(xué)第二定律的建立§2.4.氣體動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立熱學(xué)研究的是物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，以及與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物性及宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的演化，分為熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)兩部分。經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立，標(biāo)志著物理學(xué)的又以次大綜合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)、電運(yùn)動(dòng)等不同運(yùn)動(dòng)形式的綜合與統(tǒng)一。

熱學(xué)發(fā)展史實(shí)際上就是熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的發(fā)展史，大致可分為四個(gè)階段。第一時(shí)期：17世紀(jì)末-19世紀(jì)中葉，熱學(xué)早期，積累了大量的實(shí)驗(yàn)和觀察事實(shí)。第二時(shí)期：19世紀(jì)中葉-19世紀(jì)70年代末，發(fā)展了唯象熱力學(xué)和氣體動(dòng)理論。第三時(shí)期：19世紀(jì)70年代末-20世紀(jì)初，統(tǒng)計(jì)力學(xué)誕生。第四時(shí)期：20世紀(jì)30年代起，出現(xiàn)了量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和非平衡態(tài)理論。熱學(xué)發(fā)展史可以分為四個(gè)時(shí)期：§2.1對(duì)熱現(xiàn)象的早期探索和利用

一蒸汽機(jī)的發(fā)明二溫度計(jì)的發(fā)明三熱本質(zhì)的爭(zhēng)論一蒸汽機(jī)的發(fā)明1690年，丹尼斯?巴本(法國)首先制成帶有活塞和汽缸的實(shí)驗(yàn)性蒸汽機(jī)；1698年，托馬斯?薩維里(英國)制成世界上第一臺(tái)實(shí)用的蒸汽水泵。薩維里蒸汽水泵工作原理公元1世紀(jì)，希羅(HeroofAlexandria，古希臘)發(fā)明汽轉(zhuǎn)球，這是蒸汽機(jī)的雛形；希羅的汽轉(zhuǎn)球1712年，托馬斯?紐可門(英國)在薩維里和巴本的基礎(chǔ)上，研制了一個(gè)帶有活塞的封閉的圓筒汽缸。是一個(gè)廣義的把熱轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械力的原動(dòng)機(jī)，是蒸汽機(jī)最早的雛形，比較安全。但活塞的每次下降都必須將整個(gè)汽缸和活塞同時(shí)冷卻，熱量的損失太大。紐可門的蒸汽機(jī)1769年，詹姆斯?瓦特（英國）改進(jìn)了紐可門機(jī)，把冷凝過程從汽缸內(nèi)分離出來，即在汽缸外單獨(dú)加一個(gè)冷凝器而使汽缸始終保持在高溫狀態(tài)。

1782年，又制造出了雙動(dòng)力蒸汽機(jī)，并利用曲柄結(jié)構(gòu)，使機(jī)器運(yùn)作由斷續(xù)變連續(xù)，從而蒸汽機(jī)的使用價(jià)值大大提高，導(dǎo)致了歐洲的第一次工業(yè)革命。二溫度計(jì)的發(fā)明

1603年，伽利略制成最早的驗(yàn)溫計(jì)：一只頸部極細(xì)的玻璃長(zhǎng)頸瓶，倒置于盛水容器中。隨溫度變化，瓶中空氣膨脹或收縮，可以用水柱的高度表示冷熱程度。

1631年，法國化學(xué)家詹?雷伊(JeanRey,1582-1630)把伽利略的細(xì)長(zhǎng)頸瓶倒了過來，直接用水的體積的變化來表示冷熱程度，但管口未密封，水不斷蒸發(fā)，誤差也較大。

1650年，意大利出現(xiàn)了把酒精或水銀密封在玻璃泡中制成的溫度計(jì)。為了表示溫度的高低，在玻璃管上標(biāo)有刻度。由于管子太長(zhǎng)，因此制成了螺旋狀。攝爾修斯(AndersCelsius,1701-1744,瑞典天文學(xué)家)，用水銀作為測(cè)溫物質(zhì)，以水的沸點(diǎn)為00C冰的熔點(diǎn)為1000C，中間100個(gè)等分。8年后接受了同事施特默爾的建議，把兩個(gè)定點(diǎn)值對(duì)調(diào)過來。稱為攝氏溫標(biāo)。華倫海特(GabrielDanileFahrenheit，1686-1736，德國玻璃工人，遷居荷蘭)制造了第一支實(shí)用溫度計(jì)：他把冰、水、氨水和鹽的混合物平衡溫度定為00F，冰的熔點(diǎn)定為320F，人體的溫度為960F，1724年，他又把水的沸點(diǎn)定為2120F。后來稱其為華氏溫標(biāo)。9溫度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的選取1.熱質(zhì)說：認(rèn)為熱是一種看不見無重量的物質(zhì)?！皽囟取眲t是物體含有這種“熱質(zhì)”多少的一個(gè)量度。物體含有的“熱質(zhì)”不同，溫度就不同；當(dāng)“熱質(zhì)”在物體之間流動(dòng)時(shí)，物體“溫度”就會(huì)隨之改變。

代表人物：伊壁鳩魯、瓦特、卡諾、傅里葉等。瓦特在熱質(zhì)說的指導(dǎo)下改進(jìn)蒸汽機(jī)的成功，使人們相信熱質(zhì)說是正確的。三熱本質(zhì)的爭(zhēng)論2.唯動(dòng)說：認(rèn)為熱是運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。熱是物體的大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，不是一種物質(zhì)。

代表人物：培根、波義耳、笛卡爾、胡克、牛頓等。3.并列熱質(zhì)說和唯動(dòng)說：認(rèn)為只是表達(dá)形式不同。認(rèn)為這兩種學(xué)說雖然從表面上看起來不同，但兩者之間沒有根本矛盾，只是同一根本原因的不同表達(dá)形式而已。

代表人物：法國的部分物理學(xué)家和化學(xué)家。

“熱質(zhì)說”被否定倫福德像

1799年，戴維（HumphreyDavy，1778-1829，英國化學(xué)家）作了在真空容器中兩塊冰摩擦而融化的實(shí)驗(yàn)。按熱質(zhì)說觀點(diǎn)，熱量來自摩擦擠出的潛熱而使系統(tǒng)的比熱變小，但實(shí)際上水的比熱比冰的還要大。

1798年，倫福德(CountRumford,英國,1753-1814)由鉆頭加工炮筒時(shí)產(chǎn)生熱的現(xiàn)象，認(rèn)為熱來源于運(yùn)動(dòng)。12倫福德和戴維的實(shí)驗(yàn)給熱質(zhì)說以致命打擊，為熱的運(yùn)動(dòng)說提出了重要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，成了能量守恒定律建立的前奏。§2.2熱力學(xué)第一定律的建立永動(dòng)機(jī)之夢(mèng)利用重力的永動(dòng)機(jī)模型利用磁力的永動(dòng)機(jī)模型1.羅伯特·邁爾（RobertMayer，1814—1878）邁爾是從生理學(xué)入手，通過哲學(xué)的思辨和對(duì)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的概括而走上發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的道路的。邁爾于1814年11月25日出生在德國的一個(gè)藥劑師家庭。在父親的影響和鼓勵(lì)下，1832年，他進(jìn)入杜賓根大學(xué)醫(yī)學(xué)系學(xué)習(xí)，在1838年完成了醫(yī)學(xué)博士學(xué)位論文答辯，并獲得醫(yī)師執(zhí)照而開始行醫(yī)。1840—1841年，邁爾擔(dān)任開往東印度的荷蘭輪船的隨船醫(yī)生。邁爾像在一次駛往印度尼西亞的航行中，給生病的船員做手術(shù)時(shí)，邁爾發(fā)現(xiàn)其靜脈血的顏色比溫帶地區(qū)的新鮮紅亮。經(jīng)過思考，他認(rèn)為，在熱帶高溫情況下，機(jī)體消耗食物和氧的量減少，所以靜脈血中留下了較多的氧?！呀?jīng)認(rèn)識(shí)到生物體內(nèi)能量的輸入和輸出是平衡的。

1842年，邁爾撰寫了論文《論無機(jī)自然界的力》。在這篇文章中，他從“無不能變有，有不能變無”和“原因等于結(jié)果”的哲學(xué)命題出發(fā)，表達(dá)了物理、化學(xué)過程中“力”（能量）的守恒思想，因此現(xiàn)在一般都承認(rèn)邁爾是建立熱力學(xué)第一定律的第一人。文章中，他還提出了“熱功當(dāng)量”的概念，并給出了一個(gè)數(shù)值：367kg·m/kcal。

1845年，邁爾撰寫了第二篇論文—《與有機(jī)運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的新陳代謝》，該文明確指出機(jī)械功的消耗可以產(chǎn)生熱、磁、電和化學(xué)效應(yīng)，系統(tǒng)地闡明了能量的轉(zhuǎn)化與守恒思想，論述了熱功轉(zhuǎn)換的關(guān)系，并進(jìn)一步運(yùn)用到了生物界。他還推出了理想氣體定壓摩爾熱容量和定容摩爾熱容量之差等于定壓膨脹功R的關(guān)系式，這就是“邁爾公式”（梅逸公式）。1848年，邁爾出版了《天體力學(xué)》一書，書中解釋隕石發(fā)光是由于其在大氣中損失了動(dòng)能，并用能量守恒原理解釋了潮汐的漲落。然而，邁爾雖然是第一個(gè)完整提出能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的人，但是在他的著作發(fā)表幾年內(nèi)，不僅沒有得到人們的重視，反而受到了一些著名物理學(xué)家的反對(duì)。后來，能量守恒定律得到了普遍承認(rèn)，卻又發(fā)生了發(fā)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)的爭(zhēng)論。焦耳等英國學(xué)者否定邁爾的工作，認(rèn)為他只是預(yù)見了在熱和功之間存在一定的數(shù)值關(guān)系，但沒有完成熱功當(dāng)量的計(jì)算。

邁爾是將熱學(xué)觀點(diǎn)用于有機(jī)世界研究的第一人。恩格斯對(duì)邁爾的工作給予很高的評(píng)價(jià)。但不管怎么說，邁爾既是將熱學(xué)觀點(diǎn)用于有機(jī)世界研究的第一人，也是一個(gè)從自然哲學(xué)走到偉大定律面前的人，他發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的過程，正是他的哲學(xué)信念和科學(xué)思想不斷深化和發(fā)展的過程。2.赫爾曼·馮·亥姆霍茲

他運(yùn)用數(shù)學(xué)方法概括能量守恒定律，給出了它的數(shù)學(xué)表示，并以理論物理學(xué)的模式從多方面論證了熱力學(xué)第一定律，進(jìn)而證明自然界的各種過程都遵從這個(gè)基本定律。22亥姆霍茲，德國物理學(xué)家、生理學(xué)家，1821年8月31日出生于柏林附近的波茨坦。1842年，他從皇家醫(yī)學(xué)院畢業(yè)后，擔(dān)任軍醫(yī)，并開始進(jìn)行物理學(xué)研究。1860年，亥姆霍茲被選為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1871年，任柏林大學(xué)物理學(xué)教授。1873年，亥獲得了科普勒獎(jiǎng)?wù)隆?888年，任夏洛騰堡物理技術(shù)研究所所長(zhǎng)。他還是一位出色的教育家，培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀人才，如普朗克等。

1847年，亥姆霍茲在柏林物理學(xué)會(huì)上宣讀了著名論文《論力的守恒》，提出了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的哲學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)公式和實(shí)驗(yàn)根據(jù)。

由于論文被認(rèn)定含有思辨性內(nèi)容，未能在《物理學(xué)年鑒》上發(fā)表，亥姆霍茲只好以小冊(cè)子的形式在柏林單獨(dú)印行。亥姆霍茲當(dāng)時(shí)并不了解邁爾的工作，也沒有參與爭(zhēng)奪“能量守恒定律”發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)，但他在了解了邁爾的論文后說：“我們必須承認(rèn)，邁爾不依賴于別人而獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了這個(gè)思想。”3.詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889）

焦耳，英國著名的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，在實(shí)驗(yàn)論證能量守恒定律的工作中，做出過重大貢獻(xiàn)。電機(jī)剛出現(xiàn)不久時(shí)，焦耳注意到電機(jī)和電路中的發(fā)熱現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)，于1840年發(fā)現(xiàn):“產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻和電流平方成正比”，并發(fā)表于《論伏打電所產(chǎn)生的熱》論文中，這就是著名的焦耳——楞次定律。這時(shí)，焦耳已經(jīng)建立了能量轉(zhuǎn)化的普遍概念。

1843年，他進(jìn)行了感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電解時(shí)熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，在關(guān)鍵性論文《論電磁的熱效應(yīng)和熱的機(jī)械值》中，他明確指出：“自然界的能是不能消滅的，哪里消耗了機(jī)械能，總能得到相應(yīng)的熱，熱只是能的一種形式。”這篇論文打破了統(tǒng)治多年的所謂“熱質(zhì)說”的觀點(diǎn)，立即引起了轟動(dòng)，也成為他打開能量轉(zhuǎn)化和守恒定律大門的敲門磚。焦?fàn)枩y(cè)量熱功當(dāng)量的一種實(shí)驗(yàn)裝置

焦耳像槳葉攪拌實(shí)驗(yàn)271849年焦耳發(fā)表《論熱功當(dāng)量》。

焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的工作一直進(jìn)行到1878年，先后采用不同的方法做了400多次實(shí)驗(yàn)。以精確的數(shù)據(jù)為能量守恒原理提供了無可置疑的實(shí)驗(yàn)證明。1850年焦耳當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。

1878年發(fā)表《熱功當(dāng)量的新測(cè)定》，最后得到的數(shù)值為423.85千克·米/千卡。

恩格斯將這一原理稱之為“能量轉(zhuǎn)化和守恒定律”。并將它和進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說并列為19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)。1850年，德國物理學(xué)家克勞修斯（RudolfJuliusEmanuelClausius，1822—1888）在論文《論熱的動(dòng)力和由此得出的熱學(xué)定律》中，給出了熱力學(xué)第一定律的完整數(shù)學(xué)形式。1851年，英國物理學(xué)家湯姆遜（WilliamThomson，1824—1907），即開爾文勛爵（LordKelvin），全面闡明了能、功和熱量之間的關(guān)系。1853年，格拉斯哥大學(xué)教授威廉·約翰·麥夸恩·蘭金（WilliamJohnMacquornRankine，1820—1872）把各種力的守恒原理表述為能量守恒定律：“宇宙中所有的能量，實(shí)際能和勢(shì)能，它們的總和恒定不變。”1867年，開爾文將上述實(shí)際能改為動(dòng)能，沿用至今。30§2.3熱力學(xué)第二定律的建立

熱力學(xué)第一定律確定了各種形式能量之間轉(zhuǎn)化的當(dāng)量關(guān)系，否決了制造第一類永動(dòng)機(jī)的可能性。但它并不反對(duì)第二類永動(dòng)機(jī)的存在的“妙想”，而且，對(duì)能量轉(zhuǎn)化過程所進(jìn)行的方向和限度也未給出規(guī)定和判斷。這就導(dǎo)致了熱力學(xué)第二定律的出臺(tái)。

熱力學(xué)第二定律揭示了自然過程的方向性。這一定律的發(fā)現(xiàn)與提高熱機(jī)效率的研究有密切的關(guān)系。德國的克勞修斯、英國的威廉?湯姆遜（即開爾文）和奧地利的玻爾茲曼等科學(xué)家為此做了重要貢獻(xiàn)。1917年，德國能斯特進(jìn)一步提出“絕對(duì)零度是不可能達(dá)到的”熱力學(xué)第三定律。一卡諾的熱機(jī)效率理論瓦特和蒸汽機(jī)18世紀(jì)，蒸汽機(jī)發(fā)明以后，在工業(yè)和交通運(yùn)輸中發(fā)揮了重要的作用。但由于其效率很低，絕大部分熱量都沒有得到合理利用。因此，如何提高蒸汽機(jī)的效率是科學(xué)家和工程師共同關(guān)心的問題。33卡諾像法國工程師薩迪?卡諾（1796-1832）投入大量精力對(duì)這一問題進(jìn)行了研究。1824年，他發(fā)表了論文一篇在熱力學(xué)史上具有奠基意義的論文——《關(guān)于熱的動(dòng)力的思考》。熱機(jī)的效率與工作物質(zhì)有無關(guān)系；熱機(jī)效率是不是有個(gè)限度。

“為了以最普遍的形式研究由熱得到運(yùn)動(dòng)的原理，必須不依賴于任何機(jī)械和特殊的工作物質(zhì)，必須使所進(jìn)行的討論不僅限只能應(yīng)用于蒸汽機(jī)，而且還要建立起能應(yīng)用于一切可以想象的熱機(jī)的原理，不管它們用的是什么物質(zhì)，也不管它們?nèi)绾芜\(yùn)轉(zhuǎn)。”

“熱機(jī)做功不僅以消耗熱量為代價(jià)，還與熱量的傳遞有關(guān)。如果沒有冷的物體，熱量就不能被利用。也就是說，單獨(dú)提供熱不足以給出推動(dòng)力，必須要有冷，沒有冷，熱將無法利用。熱機(jī)必須在兩個(gè)溫度不同的熱源之間工作?！笨ㄖZ熱機(jī)工作原理

理想熱機(jī)的效率僅取決于加熱器和冷凝器的溫度，與工作物質(zhì)無關(guān)，工作過程由兩個(gè)等溫過程（當(dāng)工作物質(zhì)與兩個(gè)熱源接觸時(shí)）和兩個(gè)絕熱過程（當(dāng)工作物質(zhì)和兩個(gè)熱源脫離時(shí)）組成一個(gè)循環(huán)。且它的一切過程可以逆方向進(jìn)行，稱為可逆卡諾熱機(jī)。并根據(jù)熱質(zhì)守恒思想得出：任何實(shí)際熱機(jī)的效率都不可能大于在同樣兩熱源之間工作的卡諾熱機(jī)的效率?？ㄖZ熱機(jī)的循環(huán)過程二熱力學(xué)第二定律的物理表述1.熱力學(xué)第二定律的提出：

1850年克勞修斯提出了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不可能自動(dòng)的從低溫物體傳到高溫物體而不發(fā)生其他任何變化。1851年，開爾文在總結(jié)這些及其它一些實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響。第二種開爾文表述為：第二種永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的。38三“熵”概念的提出

1865年，克勞修斯發(fā)表論文《熱的動(dòng)力理論的基本方程的幾種方便形式》，文中他提出了熵的概念，這是熱力學(xué)概念發(fā)展中的又一個(gè)臺(tái)階。1877年，玻爾茲曼研究了熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋。他認(rèn)為熱力學(xué)第二定律是關(guān)于概率的定律，他證明了了熵與概率W的對(duì)數(shù)成正比。這樣就可以明確地對(duì)熱力學(xué)第二定律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)解釋：在孤立系統(tǒng)中，熵的增加對(duì)應(yīng)于分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的概率趨向最大值。四宇宙熱寂說熱力學(xué)第二定律和熱力學(xué)第一定律一起，組成了熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)，使熱力學(xué)建立的完整的理論體系，成為物理學(xué)的重要組成部分。但是經(jīng)典物理學(xué)家們卻犯了一個(gè)錯(cuò)誤，他們把熱力學(xué)第二定律推廣到整個(gè)宇宙，從而得出了宇宙“熱寂”的荒謬結(jié)論。1865年，克勞修斯在《力學(xué)的熱理論的主要方程之便于應(yīng)用的形式》中寫到：“宇宙的熵力圖達(dá)到某一最大值”，在1867年的演講中，又進(jìn)一步指出：“宇宙越接近這一最大值的極限狀態(tài)，就失去繼續(xù)變化的動(dòng)力，如果最后完全達(dá)到這個(gè)狀態(tài)，那就任何進(jìn)一步的變化都不會(huì)發(fā)生了，這時(shí)宇宙就會(huì)進(jìn)入一個(gè)死寂的永恒的狀態(tài)。”

1852年，開爾文在《論自然界中機(jī)械能散失的一般趨勢(shì)》中說：“自然界中占統(tǒng)治地位的趨向是能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫箿囟壤?，最終導(dǎo)致所有物體的工作能力減小到零，達(dá)到熱死狀態(tài)?！?1開爾文像克勞修斯像伽莫夫像1948年，伽莫夫和他的同事一起提出宇宙大爆炸理論。根據(jù)其理論，對(duì)于膨脹著的宇宙，并無熱平衡狀態(tài)可言，即使原來溫度均勻，也會(huì)因?yàn)榕蛎洰a(chǎn)生溫度差，即失去熱平衡。而且，在宇宙這么大的范圍內(nèi)，由于引力作用，宇宙就不可能達(dá)到熱平衡。§2.4氣體動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的建立1857年，克勞修斯全面論述了氣體動(dòng)理論的基本思想，明確提出在氣體動(dòng)理論中應(yīng)該使用統(tǒng)計(jì)概念；1860年，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell，1831—1879）采用概率理論，導(dǎo)出了麥克斯韋速度分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式；玻爾茲曼（LudwigEdwardBoltzmann，1844—1906）更進(jìn)一步明確了只有利用統(tǒng)計(jì)和概率的方法來理解熱現(xiàn)象的規(guī)律性，才能揭示熱力學(xué)基本定律的內(nèi)容。1902年，吉布斯（JosiahWillardGibbs，1839—1903）系統(tǒng)而嚴(yán)密地給出了統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本理論?？藙谛匏瓜褚?克勞修斯的理想氣體分子模型1.明確引進(jìn)了統(tǒng)計(jì)的思想；2.推導(dǎo)了理想氣體壓強(qiáng)公式；3.引進(jìn)平均自由程的概念；4.驗(yàn)證了玻馬定律和蓋呂薩克定律；5.更嚴(yán)格地推導(dǎo)了理想氣體狀態(tài)方程，并計(jì)算出氣體分子的平均速度；6.判定氣體分子除了平動(dòng)動(dòng)能之外，還有其他形式的能量。1859年，麥克斯韋寫了《氣體動(dòng)力理論的說明》一文，這篇論文分為三部分：1.討論完全彈性小球的運(yùn)動(dòng)和碰撞；2.討論兩類以上的運(yùn)動(dòng)粒子相互間擴(kuò)散的過程；3.討論任何形式的完全彈性小球的碰撞。接著他用概率方法求粒子速度在某一限值內(nèi)的粒子的平均數(shù)，也就是速度分布律。麥克斯韋像二.麥克斯韋的貢獻(xiàn)玻爾茲曼像三.玻爾茲曼的工作玻爾茲曼（LudwigBoltzmann，1844-1906）是奧地利著名物理學(xué)家，他用畢生精力研究氣體動(dòng)理論，是統(tǒng)計(jì)物理