气体动理论的发展

气体动力学理论(气体分子运动理论)是一种早期的统计理论。揭示了气体压力、温度、内能等宏观量的微观本质，给出了它们与相应微观量平均值的关系。平均*程公式的推导、气体分子速度或速度分布规律的建立、能量均分定理的给出以及相关数据的获取，使人们对热运动、碰撞、能量分布等有了清晰的物理图像和定量的了解。平衡态下的理想气体分子。同时，它也显示了概率、统计分布等的特殊重要性。统计理论。

分子运动论

以前被称为分子运动理论。[1]从物质的微观结构阐明热现象定律的理论。它的基本思想是宏观物质由大量不连续的微小粒子(即分子或原子)组成，分子之间有一定的间隙，这些粒子总是处于热运动中。分子之间也有相互作用(吸引和排斥)，这被称为分子力。分子力将分子聚集在一起，在空间中形成一定的规则分布(通常称为有序排列)。热运动的随机性破坏了这种有序的排列，使分子分散。正是这两个方面的共同作用决定了物质的各种热性质，如固态、液态和气态及其相互转化。气体动力学理论阐明了气体的物理性质和变化规律。它把系统的宏观性质归因于分子的热运动和它们的相互作用，因此它能深刻地洞察宏观现象的本质。它不研究单个分子的运动。只关心由大量分子的集体运动决定的微观状态的平均结果。实验测量值是平均值。例如，作用在容器壁上的宏观压力是大量气体分子与容器壁频繁碰撞的平均结果。理论上，气体动力学理论以经典力学和统计方法为基础，对热运动和相互作用作了适当的简化假设，给出了分子模型和碰撞机制，并用概率论的方法处理了大量分子的集体行为。获得代表集体运动的统计平均值。计算结果与实验测量值的偏差作为修正模型的依据，从而形成自己的理论体系。这是气体动力学理论的研究方法。它不仅可以研究气体的平衡态，还可以研究气体从非平衡态到平衡态的转变，解释输运现象的本质，导出输运过程遵循的宏观规律。气体动力学理论是吉布斯统计力学出现之前的物质热运动的微观理论，后来成为统计力学的一部分，并推动了它的发展。

发展

17世纪

1658年，加萨尼提出了物质是由分子组成的假说。假设的分子是坚硬的粒子，可以向各个方向运动，并进一步解释物质的固态、液态和气态的转变。1678年，胡克提出了同样的命题，并认识到气体的压力是气体分子与容器壁碰撞的结果。

18世纪

伯努利在1738年发展了上述思想，并从气体分子与容器壁碰撞的概念中推导出波义耳定律。从174年到1748年，罗蒙诺索夫(俄罗斯)提出分子不同于原子，一个分子可以包含几个原子。明确指出热是分子运动的表现，气体分子运动是不规则的。分子运动守恒原理的正确性也得到了肯定。仅仅一个世纪后，气体运动理论才迅速发展起来。

在19世纪

1857年，克劳修斯(德国)第一次清楚地解释了统计概念，导出了气体压力、体积和温度之间的正确关系，并在1858年引入了分子运动*程的概念。1859年，麦克斯韦导出了速度分布定律，建立了输运过程的数学理论。1868年，玻尔兹曼将重力场引入速度分布定律。后来的分子束实验证明这两种分布规律都是正确的。1872.他还给出了玻尔兹曼积分微分方程，气体动力学理论的基本方程。到目前为止，气体动力学理论已经发展成为一个系统的理论。布朗运动的研究对气体动力学理论的建立起了重要作用。1827年，布朗观察到悬浮在水中的花粉等物质颗粒的不规则运动。1877年，德尔索指出，粒子的不规则运动是由液体分子在其上的不平衡碰撞引起的。

20世纪

1905年及以后，爱因斯坦、斯莫鲁克霍夫斯基和朗之万分别发表了他们的布朗运动理论。1908年，佩林的系统实验观察证实了上述理论的正确性。布朗运动研究表明，分子总是在不规则的运动和有波动。这是对气体动力学理论的有力支持。