分子物理学和热学

研究由大量分子组成的系统的热现象及其所遵从的规律，并用分子运动的观点阐述规律本质的经典物理学分支学科。1797年，美籍德国工程师伦福德首先提出热来源于运动的见解，即热的运动学。后为英国科学戴维在真空装置中通过摩擦使冰熔化的实验证实。1811年，意大利化学家阿佛加德罗提出分子假说，认为物质能够独立存在的最小单位是分子。19世纪40年代，英国物理学家焦耳等人通过能量守恒与转化定律证明能与力是等价的，从而把分子的运动与热现象联系起来。1848年，英国科学家瓦特斯顿与焦耳各自独立计算出在一特定温度下分子运动的平均速度，指出热是大量分子运动的表现。1857年，德国物理学家克劳修斯用分子运动的观点解释了气体的压强、扩散、温度等宏观性质；并重新推导出气体的状态方程，提出了理想气体模型。1860年，英国物理学家麦克斯韦把统计方法引进分子运动理论和热力学研究，导出不同温度下的气体分子速率分布曲线；提出了气体粘滞性的分子理论；估计出气体分子的平均自由程。1868年，奥地利物理学家玻尔兹曼引进了几率概念，推广了麦克斯韦的分子速率分布规律，提出了平衡态气体分子的能量分布规律，完整地建立了分子运动理论(分子物理)，使热现象、热力学与气体的研究从本质上统一起来。