【摘要】:气体分子运动论认为,热度是原子运动的衡量标准。路德维希·玻尔兹曼利用分子运动论解决了物理学上所谓的可逆性悖论。这个悖论起源于热力学第二定律,它认为物理体系越来越无序,而大部分的自然过程是不可逆的。宇宙正不可逆转地由低熵(有序)状态转为高熵(无序)状态,这与牛顿力学的时间可逆属性矛盾。玻尔兹曼确定第二定律是关于概率的定律,由此解决了这个悖论。
气体分子运动论认为,热度是原子运动的衡量标准。原子越躁动,热度越高。路德维希·玻尔兹曼利用分子运动论解决了物理学上所谓的可逆性悖论。这个悖论起源于热力学第二定律,它认为物理体系越来越无序,而大部分的自然过程是不可逆的。宇宙正不可逆转地由低熵(有序)状态转为高熵(无序)状态,这与牛顿力学的时间可逆属性矛盾。天文学家亚瑟·爱丁顿爵士首次引入了“时间流向”的概念,指代时间从过去走向未来。他在爱因斯坦的故事中也扮演了非常重要的角色,后面我们会详细讲到他。
玻尔兹曼确定第二定律是关于概率的定律,由此解决了这个悖论。不论是那枚破碎的鸡蛋还是世间万物都是由原子和分子构成,这些分子和原子永远处于无序运动状态。要想使鸡蛋复原,所有分子都必须朝同一个方向,而且是正确的方向运动,这个可能性不是没有,但几乎小到可以忽略不计,因此鸡蛋破碎这个过程不可逆。
玻尔兹曼认为气体是无数分子的集合,这些分子总是在随意跳动。爱因斯坦认为这个理论“十分重要”。1902年到1904年间,爱因斯坦也在研究热力学第二定律,他利用统计学和力学理论,得出了“热的一般分子理论”。爱因斯坦认为,这个理论可以“填补空白”,将玻尔兹曼对气体的研究成果延伸至其他物质。他将统计分子理论写入了他在苏黎世大学的博士论文。在这篇论文中,爱因斯坦描述了计算分子大小及阿伏伽德罗常量的新方法。阿伏伽德罗常量是某物质所含原子或分子数与物质总量的比值。(www.xing528.com)
在另一篇发表于1905年5月的论文中,爱因斯坦将热的分子理论引入液体状态,最终解决了“布朗运动”的难题。
阿伏伽德罗常量
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