“熵”概念的提出者：克劳修斯

有了熵的概念，热力学第二定律可以用熵增原理来数学表达。他揭示了一个事实，在可逆过程中，系统的熵越大，越接*衡状态。虽然这里的能量是恒定的，但可供使用或转换的能量越来越少。克劳修斯用熵的概念定量地表达了热力学第二定律，为热力学的发展开辟了一条崭新的道路。通过这个简明的定理，人们对热运动理论有了更全面的了解。这样，热力学第一定律阐明了热量转化过程中各种能量始终保持不变的规律，而熵增原理定量地揭示了宏观过程的方向和界限。这两个定律交织在一起，形成一幅完整的画面，使人们对热现象的能量转换过程的基本特征有了全面的了解。

在他1865年论文的结尾，克劳修斯将热力学第一和第二定律扩展到整个宇宙。他认为宇宙的能量是一个常数，宇宙的熵趋向于某个最大值。从那以后，他在一次演讲中进一步指出:宇宙的熵越接近某个最大极限值，它就越不可能改变，宇宙将永远处于一种惰性的死态。这就是所谓的“热沉默理论”。克劳修斯的观点显然是错误的。这一理论出现后不久，恩格斯就对其进行了批判，指出热死理论错误的一个重要原因是克劳修斯同意“它可以消失，如果不是定量的话，它也可以定性地消失”现代自然科学已经证明，宇宙中存在各种形式的热循环，各种形式的运动可以相互转化，宇宙中存在熵增和熵减的系统。

对气体分子运动理论的贡献

作为热力学理论的创始人，克劳修斯一生的成就远远不止于此。他在许多方面都取得了显著的研究成果，特别是在气体分子运动理论领域。人们也习惯性地称他为与麦克斯韦和玻尔兹曼一起的分子运动理论的创始人。

早在18世纪，科学家就发现气体是由大量剧烈运动的粒子组成的。气体的压力来自粒子与容器壁的碰撞。19世纪50年代，克劳修斯等人建立了热力学理论，并将热运动理论作为分子运动研究的基础，极大地推动了分子运动理论的发展。1857年，克劳修斯发表了一篇开创性的论文《论我们称之为热的运动》，内容丰富，阐述了许多与分子运动有关的问题。克劳修斯从气体是运动分子的集合体的观点出发，认为研究单个分子的运动既不可能也没有意义。系统的宏观性质不取决于一个或一些分子的运动，而是取决于大量分子运动的平均值。因此，他提出了统计平均的概念，这是建立分子运动理论的前提。根据这一前提，克劳修斯建立了理想气体的分子运动模型，并强调分子的动能不仅是它们的线性运动，而且是分子中原子的旋转和振荡，从而正确地确定了实际气体和理想气体的区别。在此基础上，克劳修斯计算了对撞机壁的分子数和相应的分子动量变化，并通过一系列复杂的计算和论证，最终得到了由于分子碰撞而应用于壁面的压力公式，从而揭示了气体定律的微观本质。不仅如此，克劳修斯还关注气体的固态和液态。他得出结论，处于三种聚集状态的分子都在运动，但只是以不同的方式运动。

在他1857年的论文中，克劳修斯首次计算了氧、氮和氢分子在冰点的速率。然而，气体分子的运动速度高达每秒数百米的结论远远超出了人们的预料，因为在现实生活中，气体扩散(如烟雾扩散)的过程相当缓慢，所以人们对克劳修斯的研究成果表示了极大的怀疑。我们如何解释根据理论计算的分子运动速度和气体扩散现象显示的速度之间的矛盾？克劳修斯陷入了新的困惑。他意识到他以前将分子视为数学几何点的模型不够精确，必须加以纠正。他从气体分子相互碰撞的分析入手，以分子的作用范围为主要概念，引入了单位时间内发生碰撞的次数和分子运动的*程两个概念，得到了平均*程的第一个公式。通过这些新的研究方法，克劳修斯认为，尽管单个分子的速度非常快，但由于分子之间的碰撞，分子运动的轨迹非常曲折。至于整个分子组件，它的行程要长得多，远远小于分子运动速度的结果，这就是气体扩散缓慢的原因。克劳修斯创造性地解决了气体扩散速度和分子运动速度之间的矛盾，最终消除了人们心中的疑虑，使他们对分子运动理论充满信心，开辟了研究气体运动现象的途径。

勤奋的天才

克劳修斯从小就擅长数学和物理。在小学和中学，他的成绩总是全班第一。老师和同学们特别尊敬地看着他。然而，真正让老师和学生尊敬的不是他的才华，而是他的勤奋。克劳修斯学习非常努力。以他的数学和物理能力，考试得高分不成问题。然而，他在课堂上仍然非常专心，老师布置的作业总是非常仔细和迅速地完成。他花了很多业余时间在课本之外学习，阅读各种书籍，尤其是数学和物理方面的书籍，他对此非常感兴趣，并非常认真地自学。在大学和研究生阶段，由于家庭贫困，克劳修斯开始考虑如何减轻家庭负担。为了帮助弟弟妹妹，他不得不一边学习一边做家庭教师。尽管兼职工作和兼职学习的生活非常艰苦，克劳修斯为了不耽误学习和研究，以非凡的毅力要求自己弥补勤奋工作的时间。在整个阅读期间，他几乎没有休息日，除了学习和实验之外，没有轻松的时间。克劳修斯认为每个人的成功都来自努力工作，而不是天赋。在他40年的科学研究中，他一直把勤奋学习和勇于攀登视为自己的工作信条。无论他何时成功和成功，或当他在实验中受阻，或当他无法前进时，他总是全力以赴，孜孜不倦地对待他面前的一切。即使在他去世的前夕，他仍然关心他的科学研究。

克劳修斯的性格有些孤僻，因为他长时间沉浸在无聊的科学研究中，但他非常坦率，从不奉承或傲慢。他全心全意致力于科学研究，但一旦有人向他求助，他会尽力而为，从不逃避。克劳修斯成名后，人们经常向他提问，有些是通过信件，有些是通过上门。他认真对待他们。在学校里，许多学生愿意跟随克劳修斯学习。一些学生认为他们很棒，经常和他争论。克劳修斯会冷静地指出它的缺点和值得称赞的地方，决不用武力压迫别人，而是像朋友一样进行讨论，直到问题得到解决。

克劳修斯在去世前获得了许多荣誉和奖项，并且被许多科学组织选为荣誉会员。1879年，他获得了著名的英国皇家学会科普利奖章。

克劳修斯一生取得了巨大成就。他提出了热力学第二定律和熵的概念，成为热力学理论的奠基人。他还计算了分子运动的速度，揭示了分子运动速度和气体扩散速度不同的原因，从而成为分子运动理论的创始人之一。此外，他还创立了电解分离理论和一门新的统计物理学科。克劳修斯在人类科学史上取得了杰出的成就，但并非所有科学家的研究都是正确的。克劳修斯的“热寂理论”被证明是错误的。