三、分子运动论的复兴与发展

十九世纪前半叶,由于工业生产的需要,物理学得到了迅速的发展, 分子运动论在此时也得到了复兴,进入了全面的发展时期.其中具有代表性的物理学家有赫拉伯斯、瓦特斯顿、焦耳和克伦尼希等.

在 1816—1821 年间,英国物理学家赫拉伯斯明确提出了分子运动论的一些假说.他认为,①物质由坚硬的原子组成;②气体的原子以很大的速度在各个方向上作直线运动;③热是由原子的运动引起的,并且正比于它们原子的动量.赫拉伯斯根据以上假说,分析了装在不同体积容器内处于相同温度下的同种气体的压强,导出了气体定律,并根据他的假设定性地解释了物质的相变和扩散现象,并提出了温度与气体分子速度有关的概念.

1846 年英国物理学家瓦特斯顿提出了他的气体分子运动论理论.他认为,分子是一种弹性球,“象玻璃和象牙一样是完全弹性的.”它们在容器内的每一方向上自由地作直线运动,直到它们彼此碰撞或与器壁碰撞;在这些过程中粒子的全部活力保持不变.他推导出了理想气体定律, 得到了能均分定理的一个特殊形式.

1848 年 10 月,焦耳提出了一个报告,他基于测定热的机械当量方面的实验得出“热和机械力是可以由一个转化为另一个的,因而热就是有重量的粒子的活力,或者是能产生活力的吸引或排斥的某种状态.”他还根据赫拉伯斯关于气体粒子直线运动的假设,计算了在 0℃和 1 个大气压下氢粒子的速度,并得出了粒子的速度与温度的平方根成正比例的结论.

1856 年德国物理学家克仑尼希发表了《气体理论原理》的论文,提出了热是一种运动的形式.并提出了理想气体模型:分子都是弹性小球, 它们在没有相互作用时作匀速直线运动,只有在发生碰撞时才发生相互作用.并根据这一模型求出了气体压强公式.

由于种种原因,赫拉伯斯、瓦特斯顿、焦耳的工作没有引起人们的重视.但克仑尼希的工作却引起了普遍的重视,大大推进了分子运动论的研究工作,使分子运动论的理论得以复兴.