【正文】 機(jī)。超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)：1911年，昂內(nèi)斯等發(fā)現(xiàn)，汞、鉛、錫等金屬，當(dāng)溫度降到一定值時(shí)，電阻會(huì)突然降到109Ω以下，變成“超導(dǎo)體”。他由空氣受熱時(shí)體積和壓力都正比于溫度的變化設(shè)想，在某個(gè)確定的溫度下，空氣的壓力將等于零。并解釋了物質(zhì)三態(tài)：在固體內(nèi)部，硬粒子結(jié)合的緊密，粒子之間強(qiáng)大的力使它們保持著特定的規(guī)則排列；在液體內(nèi)部，相距較近的粒子之間的力使它們不易分散開來；在氣體中，相距很遠(yuǎn)的粒子之間不存在相互作用力，各個(gè)粒子作自由運(yùn)動(dòng)。他還指出，氣體的壓強(qiáng)不僅隨著體積的減小而增大，同時(shí)隨著溫度的升高，氣體粒子的運(yùn)動(dòng)更加劇烈，壓強(qiáng)也同時(shí)增大。并提出理想氣體模型：分子都是彈性小球，它們?cè)跊]有相互作用時(shí)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，只在發(fā)生碰撞時(shí)才有相互作用。沸騰是由發(fā)生在內(nèi)部的分子速度的漲落造成的。分子有大小，就產(chǎn)生碰撞，只有在兩次相鄰的碰撞之間，分子才走過一段直線路程。19世紀(jì)中期，麥克斯韋發(fā)現(xiàn)了氣體分子速度分布律，開創(chuàng)了對(duì)熱現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)研究方法。①奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼（Ludwig Boltzmann,18441906)在18681871年，把麥克斯韋速度分布律推廣到有外力場(chǎng)作用的情況，得出了粒子按能量大小分布的規(guī)律：即玻爾茲曼分布律。1900年，普朗克引進(jìn)了玻耳茲曼常數(shù)k，把上述關(guān)系表示為S=klnW。吉布斯卻從整體進(jìn)行考察，把一個(gè)系統(tǒng)作為系綜的一個(gè)部分來考察，從而避開了關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及關(guān)于統(tǒng)計(jì)權(quán)重的種種困難，并且比麥克斯韋和玻爾茲曼的方法具有更大的普遍性。其特點(diǎn)是：不能有一個(gè)以上的粒子據(jù)有同一個(gè)量子態(tài)。從而把統(tǒng)計(jì)力學(xué)和熱力學(xué)結(jié)合起來，成為統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)。 ⑤中子態(tài)：在離地球很遠(yuǎn)的太空中，有一種后期的恒星，熱核反應(yīng)已經(jīng)停止，突然爆發(fā)后急劇收縮，把原子外層的電子“擠到”原子核內(nèi)，使原子核內(nèi)的質(zhì)子變成中子，從而形成密度極高的物質(zhì)，這種物質(zhì)形態(tài)稱為中子態(tài)。 ③超導(dǎo)態(tài)：某些金屬或化合物，當(dāng)溫度降到一定程度時(shí)，其直流電阻趨于零，這種狀態(tài)稱為超導(dǎo)態(tài)。他利用完整的相似理論，按照嚴(yán)格的邏輯程序，從力學(xué)推出了熱力學(xué)的全部結(jié)論，為溫度、熵自由能等熱力學(xué)量找到了統(tǒng)計(jì)力學(xué)中的相似物。19241925年，奧地利的泡利提出不相容原理。使熱運(yùn)動(dòng)的微觀理論從分子運(yùn)動(dòng)論發(fā)展到統(tǒng)計(jì)力學(xué)階段。④“可逆性佯謬”的解釋佯謬：?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是服從牛頓力學(xué)原理的，因而是完全可逆的；但由大量分子組成的宏觀系統(tǒng)的熱力學(xué)過程，卻表現(xiàn)出不可逆性，二者相互矛盾。導(dǎo)出了熱傳導(dǎo)系數(shù)：擴(kuò)散系數(shù)： 從而對(duì)非平衡過程作出了初步的理論計(jì)算和定量說明，為分子運(yùn)動(dòng)論的確立奠定了基礎(chǔ)。6 統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的建立 1860年，麥克斯韋發(fā)表了《氣體動(dòng)力論的說明》，第一次用概率的思想，建立了麥克斯韋分子速度分布律。他認(rèn)識(shí)到單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度和大量分子組成的氣體的擴(kuò)散速度之間的矛盾，來源于對(duì)分子大小的處理不符合實(shí)際（原來將分子作為數(shù)學(xué)上的點(diǎn)來處理的）。①分子本身的體積與氣體所占的整個(gè)空間相比是無限小的；②分子每次碰撞經(jīng)歷的時(shí)間比起兩次碰撞之間的時(shí)間間隔是無限小的；③分子力的作用是無限小的。1845年英國物理學(xué)家瓦特斯頓（,18111883)提出“彈性球分子模型”：他們?cè)谌萜鲀?nèi)的每個(gè)方向上自由的作直線運(yùn)動(dòng)，直到它們彼此碰撞或與器壁碰撞；…氣體的壓強(qiáng)正比于分子的數(shù)密度n和速度的平方v21856年德國物理學(xué)家克侖尼希（August Karl Kr246。他從考慮由無數(shù)粒子組成的氣體對(duì)汽缸活塞的作用出發(fā)，完成了對(duì)波義耳定律的定量解釋：當(dāng)粒子直徑d小于小于粒子中心之間的距離D時(shí)，PS/P=V/VS(即壓強(qiáng)與體積成反比)，并指出“適用于比正常密度低的空氣”。一 原子論的復(fù)興1638年，法國學(xué)者伽桑狄（Pierre Gassendi,15921655)重新發(fā)掘和宣傳了古代的原子論思想。1979年芬蘭人恩荷姆用級(jí)聯(lián)核冷卻法達(dá)到108。在此期間，昂內(nèi)斯及其合作者對(duì)極低溫度下出現(xiàn)的各種現(xiàn)象進(jìn)行了廣泛的研究，獲得了不少重要成果。充分預(yù)冷的高壓氣體，通過多孔塞后在低壓空間絕熱膨脹后，溫度發(fā)生變化。二 臨界溫度的發(fā)現(xiàn)1863年，英國物理學(xué)家和化學(xué)家安德魯斯(T. Andrews, 18131885)做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)把裝有液態(tài)的和氣態(tài)CO2的容器加熱到88℉(℃)時(shí)，液體和氣體之間的分界面消失；當(dāng)溫度高于這個(gè)數(shù)值時(shí)，即使壓力增大到300或400大氣壓，也不能使其液化。4 低溫物理學(xué)一 氣體的液化 十八世紀(jì)至十九世紀(jì)初，已經(jīng)通過降溫和壓縮的方法，實(shí)現(xiàn)了氨、氯氣和亞硫酸等氣體的液化。最無序?yàn)?個(gè)微觀態(tài)。（entropy）舉例①用20元人民幣在市場(chǎng)公平輕易購得一袋大米，而這袋大米卻不能在市場(chǎng)上輕易地?fù)Q成20元。對(duì)于一微小狀態(tài)變化，一般取熵變?yōu)閐S=dQ/T.1877年，一生致力于用統(tǒng)計(jì)力學(xué)研究熱運(yùn)動(dòng)的玻爾茲曼指出：熵是分子無序的量度，熵與無序度W（即某一宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)，即宏觀態(tài)出現(xiàn)的幾率）之間的關(guān)系式為：S=klnW。當(dāng)Q2=0時(shí)η=1，但大量事實(shí)說明熱機(jī)不可能只從單一熱源吸取熱量完全變?yōu)楣?，而不可避免地將一部分熱量傳給低溫?zé)嵩础＠硐肽Ｐ偷慕ⅲ豪硐霟釞C(jī)其效率僅取決于加熱器和冷凝器的溫度，與工作物質(zhì)無關(guān)，其工作過程由兩個(gè)等溫過程（當(dāng)工作物質(zhì)與兩個(gè)熱源接觸時(shí)）和兩個(gè)絕熱過程（當(dāng)工作物質(zhì)和兩個(gè)熱源脫離時(shí)）組成一個(gè)循環(huán)。1917年，德國能斯特進(jìn)一步提出“絕對(duì)零度是不可能達(dá)到的”熱力學(xué)第三定律。數(shù)學(xué)表達(dá)式為： U2U1=Q+A （U—內(nèi)能，狀態(tài)函數(shù)） 能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界基本規(guī)律，恩格斯曾將它和進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說并列為19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)。1849年發(fā)表《論熱功當(dāng)量》。 焦耳(18181889)是英國著名的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，家境富裕。把能量概念從機(jī)械運(yùn)動(dòng)推廣到普遍的能量守恒。1840年1841年擔(dān)任開往東印度的荷蘭輪船的隨船醫(yī)生。邁爾的結(jié)論是：“力（能量）是不滅的，但是可以轉(zhuǎn)化，是不可稱量的客體”?？ㄖZ：“準(zhǔn)確地說，它既不會(huì)創(chuàng)生也不會(huì)消滅，實(shí)際上，它只改變了它的形式。2．熱和電德國物理學(xué)家塞貝克（Thomas Johann Seebeck)于1821年實(shí)現(xiàn)了熱向電的轉(zhuǎn)化溫差電：他將銅導(dǎo)線和鉍導(dǎo)線連成一閉合回路，用手握住一個(gè)結(jié)點(diǎn)使兩結(jié)點(diǎn)間產(chǎn)生溫差，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線上出現(xiàn)電流，冷卻一個(gè)結(jié)點(diǎn)亦可出現(xiàn)電流。熱質(zhì)說對(duì)熱現(xiàn)象的解釋 ：物質(zhì)溫度的變化是吸收或放出熱質(zhì)引起的；熱傳導(dǎo)是熱質(zhì)的流動(dòng)；摩擦生熱是潛熱被擠出來的，特別是瓦特在熱質(zhì)說的指導(dǎo)下改進(jìn)蒸汽機(jī)的成功，都使人們相信熱質(zhì)說是正確的。“卡”的建立：法國的拉瓦錫（Lavoisier)和拉普拉斯（Laplace)發(fā)展了布萊克的工作，把一磅水升高或降低10C時(shí)所吸收或放出的熱作為熱的單位，稱作“卡”。華倫海特通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：水銀的的吸熱能力僅僅是水的2/3，但密度卻是水的十幾倍，因而否定了和密度有關(guān)的說法。8年后接受了同事施特默爾（）的建議，把兩個(gè)定點(diǎn)值對(duì)調(diào)過來。1631年，法國化學(xué)家詹?雷伊（Jean Rey,15821630)把伽利略的細(xì)長(zhǎng)頸瓶倒了過來，直接用水的體積的變化來表示冷熱程度，但管口未密封，水不斷蒸發(fā)，誤差也較大。（二）測(cè)溫物質(zhì)的選擇和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的確定德國的格里凱（Guericke)曾提出以馬德堡地區(qū)的初冬和盛夏的溫度為定點(diǎn)溫度；佛羅倫薩的院士們選擇了雪或冰的溫度為一個(gè)定點(diǎn)，?；蚵沟捏w溫為另一個(gè)定點(diǎn)；1665年，惠更斯建議把水的凝固溫度和沸騰溫度作