Die Mechanische Wärmetheorie: Die kinetische Theorie der Gase

Kinetická teorie plynů vyšla jako třetí svazek řady Die mechanische Wärmetheorie od téhož autora, tedy od Rudolfa Clausia s předmluvou obou vydavatelů, tedy Maxe Plancka a Carla Pulfricha. Rozsáhlá stať je rozdělena do čtyř oddílů: O druhu pohybu, který nazýváme teplo, O průměrném objemu molekul plynu, O vnitřním tření plynu a O tepelné vodivosti plynných těles. První oddíl je vlastně formulací druhého termodynamického zákona, jehož hlavní přínos spočívá v důkazu nezvratnosti času, což je novum oproti newtonovské fyzice, v níž čas byl dvojsměrný. Tomuto důležitému impulzu, který přesáhl hranice termodynamiky i fyziky, dal Clausius matematickou podobu v pojmu entropie. Tento důležitý pojem znamenal převrat i v kosmologii, protože vesmír podle zákona entropie čeká jediný možný osud – tepelná smrt. Entropie v izolované soustavě totiž roste. Otázkou pouze zůstává, nakolik můžeme vesmír chápat jako uzavřený systém.

První část celého spisu je nejdůležitější nejen proto, že zde Clausius položil základy k formulaci druhého termodynamického zákona, který změnil naše chápání světa, ale položil zde rovněž základy kinetické teorie plynů. Zavedením pojmu entropie prosadil Clausius ve fyzice statistickou metodu. To, že podle druhého termodynamického zákona není možné přenášet teplo z chladnějšího tělesa na teplejší, aniž se změní určité kvantum práce na teplo, mělo velké důsledky i pro mechaniku, což Clausius později teoreticky formuloval v díle, které se zabývá vztahem termodynamiky a mechaniky. Na Clausiovo fyzikální dílo navázal i jeden z editorů tohoto svazku Max Planck, který reformuloval druhý termodynamický zákon jeho rozšířením: Je nemožné sestrojit stroj, který by vykonával mechanickou práci ochlazováním jednoho tělesa, aniž přitom dochází ke změnám v jiných tělesech. Pojmem entropie Clausius nejen změnil chápání světa jako nezvratného děje, ale také vytvořil matematicky konstruovaný nástroj, který umožňuje změnami entropie predikovat směr nezvratného děje.

Sepsal: PhDr. Michal Janata