История физики 4

Ґійом народився в  Парижі в сім'ї юриста з Нормандії, що переїхав у

столицю Франції. Від народження Ґійом був практично глухим, тому ніколи не відвідував університетів і математику, фізику, геодезію, прикладну і небесну механіку, а також архітектуру і малювання він вивчав самостійно.
Відомий своїми науковими роботами в області механіки, геометрії, молекулярної фізики. Проводив досліди з газами, займався удосконаленням фізичних приладів, головним чином гігрометрів,  барометрів  і термометрів. Є винахідником гігрометра (1687), барометра з U-подібною трубкою (1702), що використовувався у судноплавстві, повітряного термометра.

Повітряний термометр
Амонтона

між температурою і тиском газу, встановив зв'язок між  густиною  повітря і

його тиском. Вимірював розширення повітря від нагрівання. Використовуючи барометр як альтиметр, зробив спробу перевірити справедливість закону Бойля — Маріотта при низьких тисках. Запропонував спосіб градуювання спиртового термометра. Передбачив існування абсолютного нуля температури. Вивчав тертя, повторно, після Леонардо да Вінчі відкрив (1699 закони зовнішнього тертя твердих тіл. Удосконалив (1703) пірометр.
Амонтон Ґійом помер 11 жовтня 1705 року в Парижі.

Наукові публікації
Guillaume Amontons, Remarques & Expériences Phisiques sur la construction d'une nouvelle Clepsidre, sur les Barometres, Thermometres, & Hygrometres, Paris, 1695.
Guillaume Amontons, «Moyen de substituer commodément l'action du feu à la force des hommes et des chevaux Pour mouvoir les Machines, 20 juin 1699», in Histoire de l'Académie Royale des Sciences, Année 1699, Avec les Mémoires de Mathématique & de Physique, pour la même Année. Troisième édition, revûë, corrigée et augmentée, A Paris, Chez Gabriel Martin, Jean Baptiste Coignard fils, Louis Guerin, ruë S. Jacques, 1732, (Mémoires) p. 112.

самоосвітою. У 1748-1758 працював домашнім вчителем, потім багато подорожував. Проводив

астрономічні спостереження в  Цюриху. У Мюнхені брав участь в організації Баварської АН. Повернувшись до Швейцарії, брав участь у геодезичних роботах з уточнення кордону між Італією та Швейцарією. З 1765 до кінця життя працював у Берлінській АН.

Йоганн Генріх Ламберт (26 серпня 1728, Мюльхаузен, Ельзас - 25 вересня 1777, Берлін) — німецький фізик, астроном, філософ, математик, член Берлінської (1765) та Баварської (1771) АН.

або про вимірювання і порівняння світла, кольорів і тіней», яка

мала велике значення для оптики — в ній розроблені теоретичні основи фотометрії, основоположником якої він є разом з П'єром Бугером. Сформулював закон (закон Ламберта), згідно з яким яскравість розсіюваного світла (дифузної) поверхні однакова у всіх напрямках. У ній Ламберт фактично встановив основні поняття фотометрії (сила світла, яскравість і освітленість) і ряд фотометричних закономірностей, зокрема, що освітленість обернено пропорційна квадрату відстані і прямо пропорційна синусу кута, утвореного променями світла з освітлюваною поверхнею. Тут же вміщено його закон поглинання світла середовищем, який був спочатку встановлений в 1729 П'єром Бугером (закон Бугера — Ламберта). У творі «Пірометрії», що вийшов у світ посмертно в 1779, описав досліди над тепловим випромінюванням, розглянув поширення тепла вздовж стрижня, показав, що теплові промені, як і світлові, поширюються прямолінійно і їхня інтенсивність змінюється назад пропорційно квадрату відстані. Кількість теплоти і температуру вважав (1755) різними поняттями. Вивчав теплове розширення повітря, рефракцію світла в атмосфері та інше.

серпня) 1753) — російський фізик; діючий член Академії наук і мистецтв (ад’юнкт с 1740, професор фізики с

1741).

Основні роботи по калориметрії та електриці. Вивів формулу для визначення температури суміші однорідних рідин, які мають різні температури. Проводив досліди по теплообміну і випаровуванню рідин в різних умовах. Запропонував першу діючу модель електроскопа зі шкалою. Загинув при проведенні дослідів з атмосферною електрикою.

по вимірюванню фізичних констант газів, парів, рідин і твердих тіл. Займався вимірюванням швидкості звука в газах. Перевірив закони

Бойля – Маріотта, Дюлонга і Пті. Використовуючи повітряний  термометр  власної конструкції, визначив абсолютний коефіцієнт теплового розширення ртуті. Винайшов  гігрометр  і пірометр.

Анрі Віктор Реньо (21 липня 1810,  Ахен — 19 січня 1878, Париж) —  французький   хімік  і фізик. Був членом  Паризької  і Петербурзької академії наук.

.
Син відомого політичного діяча і математика Лазара Карно і дядько Марі-Франсуа Саді

Карно, колишнього президента Франції. Саді Карно здобув хорошу домашню освіту. У 1812 блискуче закінчив ліцей Карла Великого і поступив в Політехнічну школу — найкращий на той час навчальний заклад Франції. У 1814 він закінчив Політехнічну школу шостим за успішністю і був направлений в Інженерну школу в місті Мец. Після завершення Інженерної школи у Меці в 1816 був розподілений в інженерний полк, де провів кілька років.
У 1819 виграв конкурс на заміщення вакансії в Головному штабі корпусу в Парижі  і перебрався туди. У Парижі Карно продовжив навчання. Відвідував лекції в Сорбонні , Колеж де Франс, Консерваторії мистецтв і ремесел. Там він познайомився з хіміком  Нікола Клеманом, який займався вивченням газів. Спілкування з ним збудило інтерес у Карно до вивчення парових машин.

про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю

силу» (фр.  Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur ​​les machines propres à développer cette puissance). Ця робота вважається основоположною в  термодинаміці . У ній було проведено аналіз існуючих у той час парових машин, і було виведено умови, за яких  ККД досягає максимального значення (у парових машинах того часу ККД не перевищував 2%). Крім цього у цій же роботі були запроваджені основні поняття термодинаміки: ідеальна теплова машина, ідеальний цикл, оборотність і необоротність термодинамічних процесів.
У 1828 Карно полишив військову службу. Він багато працював. Помер Карно в 1832 році від холери . За тодішніми правилами боротьби з епідемією все його майно, в тому числі і папери, було спалено. Таким чином, його наукова спадщина була втрачена. Вцілів лише один записник — у ньому зокрема було сформульовано Перший закон термодинаміки .
На честь вченого названо  астероїд головного поясу, відкритий 8 квітня 1991 року — 12289 Карно (12289 Carnot).

з чотирьох стадій:
Робоча речовина нагрівається за сталої температури (ізотермічний процес).
Робоча речовина розширюється

за сталої ентропії (адіабатичний процес).
Робоча речовина охолоджується за сталої температури (ізотермічний процес).
Робоча речовина стискається за сталої ентропії (адіабатичний процес).

Розрізняють феноменологічну та статистичну термодинаміки. Остання в свою чергу поділяється

на класичну й квантову.
Термодинаміка вивчає процеси, які відбуваються в тілах, що перебувають у тепловій рівновазі з іншими тілами. Важливою характеристикою теплової рівноваги є  температура. Рівняння стану пов'язує між собою такі характеристики тіл, як тиск, об'єм та температуру.
Зміни термодинамічного стану фізичних систем вивчаються при рогзляді термодинамічних процесів.
Термодинаміка вводить феноменологічно таке поняття, як ентропія.
Термодинаміка була створена завдяки потребі побудови теоретичного підґрунтя для опису роботи теплових двигунів.
Основним законом термодинаміки є так званий перший закон термодинаміки — формулювання закону збереження енергії. Другий закон термодинаміки встановлює неможливість повного перетворення теплоти в механічну роботу.
Теплові машини — машини призначені для перетворення внутрішньої енергії палива на механічну енергію. Механічна енергія згодом може перетворитись на електричну енергію й будь-які інші види енергії. У більшості сучасних теплових машин механічну роботу здійснює газ, що розширюється в процесі нагрівання. Цей газ називають робочим тілом. Найпоширенішими тепловими машинами є теплові двигуни.

від різниці температур нагрівача    і охолоджувача  .

Для збільшення коефіцієнта корисної дії циклу Карно необхідно зробити температуру нагрівача якомога більшою, а температуру охолоджувача — якомога меншою.

Коефіціє́нт ко́ри́сної ді́ї — відношення виконаної роботи до загальних енергетичних затрат на її виконання. Безрозмірна велична, яка вимірюється у відсотках. Є важливою характеристикою  машин  та двигунів.
При виконанні будь-якої корисної роботи, частина зусиль витрачається на подолання опору й втрачається, переходячи у тепло. Будь-яка машина, будь-який пристрій із рухомими деталями повинні долати тертя. Проходження електричного струму через провідник теж супроводжується нагріванням провідника, при цьому втрачається частина корисної енергії.

законом збереження  енергії у застосуванні до термодинамічних процесів. Перший закон термодинаміки

сформульований в середині 19 століття в результаті робіт Саді Карно, Юліуса фон Маєра, Джеймса Прескотта Джоуля і Германа фон Гельмгольца. Перший початок термодинаміки часто формулюють як неможливість існування вічного двигуна 1-го роду, який здійснював би роботу, не черпаючи енергію з якого-небудь джерела.

Зміна внутрішньої енергії закритої системи, яка відбувається в рівноважному процесі переходу системи із стану 1 в стан 2, дорівнює сумі роботи, зробленої над системою зовнішніми силами, і кількості теплоти, наданої системі: ΔU = A' + Q. Робота здійснена системою над зовнішніми тілами в процесі 1->2 (Назвемо її просто А) A=-A', тоді закон приймає вигляд:
.
Кількість теплоти, що надається системі, витрачається на зміну внутрішньої енергії системи і на здійснення системою роботи проти зовнішніх сил.
Для елементарної кількості  теплоти δQ; елементарної роботи δA і малої зміни dU внутрішньої енергії перший закон термодинаміки має вигляд:

Еміль Клапейрон народився 26 січня 1799 року в Парижі. Закінчив Політехнічну школу (1816–1818). Працював

в Інституті інженерів шляхів сполучень у Санкт-Петербурзі, Російська імперія (1820–1830). По поверненні до Франції став професором Школи мостів і доріг в Парижі.
Фізичні дослідження Клапейрона присвячені тепловим процесам. В 1834 році він запровадив у термодинаміці графічний метод, представив в геометричній формі міркування Л. Карно. Аналізуючи цикл Карно, вивів рівняння стану ідеального газу (рівняння Клапейрона-Менделєєва), яке об'єднує закон Бойля-Маріотта, закон Гей-Люссака і закон Авогадро. Одержав рівняння, яке пов'язує температури кипіння і плавлення речовин та тиск (рівняння Клапейрона-Клаузіуса; останній обґрунтував це рівняння у 1851 році).
Помер Клапейрон в Парижі 28 січня 1864 року.

термодинаміки, сформулював другий закон термодинаміки, запровадив поняття ентропії.
У 1870 р. довів теорему віріалу.


                       
                       

                       

Університетську освіту Клаузіус отримав у Берліні.
Перша робота Клаузіуса по механічній теорії тепла була опублікована в 1850 році. В цьому ж році у вересні він отримав запрошення на посаду професора в Берлінську Королівську артилерійську інженерну школу (англ. the Royal Artillery and Engineering School). З 1855 року — займав кафедру математичної фізики в Швейцарській Політехнічній школі, тоді ж отримав призначення в університет Цюриху. В 1867 році він прийняв запрошення на посаду професора у Вюрцбургському університеті, а з 1869 року був професором в Боні.
19 травня 1865 року за наукові дослідження був обраний членом-кореспондентом Французької академії наук (секція механіки).

працям Клаузіуса, одночасно з роботами Джоуля, Гельмгольца і Ренкина, термодинаміка отримала остаточну розробку.
В роботі «Про рушійну

силу теплоти і про закони, які можна звідси отримати для теорії теплоти», опублікованій в 1850 р., Клаузіус сформулював тверження, яке пізніше назвав тепловою аксіомою: «Теплота сама собою не може переходити від тіла холодного до тіла горячого». Теплова аксіома Клаузіуса стала першим формулюванням другого начала термодинаміки, зараз відомої як формулювання Клаузіуса. В наступних роботах по механічній теорії тепла Клаузіус уточнив своє формулювання другого начала и доказав декілька нових теорем, які носять тепер його ім’я.
В 1865 р. появилась робота «Про різноманітні зручні для застосування форми другого начала математичної теорії теплоти», в якій Клаузіус ввів найважливіше поняття для термодинаміки - ентропію.
Окрім вказаних досліджень, Клаузіус відомий також роботами по пружності тіл, по оптиці і динамічній електриці. В механіку Клаузіус ввів важливе поняття віріала (1870 р.).

світовій історії.
Предки Томсона були ірландськими фермерами; батько — Джеймс Томсон

(1776–1849), відомий математик, був з 1814 вчителем в Belfast Academical Institution, потім з 1832 р. професор математики у Глазго; відомий підручниками з математики, що витримали десятки видань. Вільям Томсон разом зі старшим братом, Джеймсом, навчалися в коледжі у Глазго, а потім в St. Peter Colleǵe у Кембриджі, в якому Томсон закінчив курси наук в 1845.
У 1846 у віці двадцяти двох років Томсон прийняв  кафедру теоретичної фізики в університеті Глазго. Незвичайні заслуги Томсона в чистій і прикладній науці були цілком оцінені його сучасниками.
В 1866 Томсон був титулований у дворянство, в 1892 королева Вікторія подарувала йому перство з титулом «барон Кельвін». Назва титулу походить від річки Кельвін, що тече біля університету Глазго.

до питань фізики і в чудовому дослідженні «The uniform motion

of heat in homogeneous solid and its connection with the mathematical theory of electricity» («The Cambridge math. Journ.» , 1842) провів важливі аналогії між явищами розповсюдження тепла і електричного струму і показав, як вирішення питань з однієї з цих областей застосувати до питань іншої області. В іншому дослідженні «The Linear Motion of Heat» (1842, ibid.) Томсон розвинув принципи, які потім плідно доклав до багатьох питань динамічної геології, наприклад, до питання про охолодження Землі.
У 1845 році, перебуваючи в Парижі, Томсон починає в журналі Жозефа Ліувілля друкувати ряд статей з електростатики, в яких викладає свій метод електричних зображень, що дав можливість просто вирішити багато важких задач електростатики.
З 1849 року починаються роботи Томсона з термодинаміки, надруковані у виданнях королівського суспільства в Единбурзі. У першій з цих робіт Томсон, спираючись на дослідження Джоуля, вказує, як слід змінити принцип Карно, викладений у творі останнього «Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance» (1824), для того, щоб принцип узгоджувався з сучасними даними; ця видатна робота містить одне з перших формулювань другого закону термодинаміки.
У 1852 році Томсон дає інше його формулювання, а саме вчення про розсіянні енергії.

над охолодженням газів при розширенні без здійснення роботи, яке послужило

перехідним ступенем від теорії ідеальних газів до теорії дійсних газів.
Розпочата в 1855 році робота з термоелектрики («Electrodynamic Qualities of Metals») викликала посилену експериментальну роботу; в роботі брали участь студенти, і це поклало початок практичних робіт студентів в університеті Глазго - першим у Великобританії, а також початок лабораторії з фізики в Глазго.
У п'ятдесятих роках Томсон зацікавлюється питанням трансатлантичної телеграфії; Томсон теоретично досліджує питання про поширення електричних імпульсів вздовж кабелів і приходить до висновків найбільшої практичної важливості, яка дала можливість здійснити телеграфування через океан. Попутно Томсон виводить умови існування коливального електричного розряду (1853), знову знайдені пізніше Кирхгофом (1864) і які лягли в основу всього вчення про електричні коливання. Експедиція для прокладки кабелю знайомить Томсона з потребами морської справи і призводить до вдосконалення лота і компаса (1872-1876).

(крім книг), що належать Томсону. Згадаємо лише деякі предмети його

робіт: термодинамічні дослідження, що призвели крім того ще до встановлення абсолютної шкали температур; роботи з гідродинаміки та теорії хвиль (нагороджені в 1887 році премією від Единбурзького королівського товариства); роботи з термоелектрики, що призвели до відкриття так званого «ефекту Томсона» - перенесення тепла електричним струмом; дослідження з теорії пружності (1862-1863), в яких Томсон розширює теорію кульових функцій; роботи з динамічної геології .
Не менш чудова діяльність Томсона в практичній фізиці і техніці; йому належить винахід або поліпшення багатьох інструментів, які увійшли в загальне вживання в науці і техніці, як то: дзеркального гальванометра, ондулятором з сифонною подачею чорнил, квадрантного і абсолютного електрометрів, нормального елемента компаса, лота і безлічі технічних вимірювальних електричних приладів, зокрема ампер-ваги, які застосовуються для вивірки електричних приладів. Серед безлічі патентів, взятих Томсоном, зустрічаються чисто практичного застосування (як, наприклад, на водопровідні крани).
З книг, виданих Томсоном, найбільшою популярністю користується «Treatise on natural philosophy» (т.1, разом з Тетом , 3-є вид. в 1883 році , німец. перекл. під ред. Гельмгольца), що містить блискучий виклад механічних основ теоретичної фізики .

АН (1826); його ім'я внесено до списку найвидатніших науковців Франції, розміщеного на

першому поверсі Ейфелевої вежі.

Відкрив газові закони, названі його ім'ям. Здійснив фундаментальні дослідження у галузі фізичної,  органічної  та неорганічної хімії. Зробив вагомий внесок у вивчення галогенів. Сприяв поширенню об'ємних методів у аналітичній хімії.
Відкрив  циан  (1815), розробив метод добування щавелевої кислоти. Сконструював башту з системою свинцевих камер, яка в технології сульфатної кислоти носить його ім'я.
Запропонував назву хімічного елементу Бром.
Похований на паризькому цвинтарі  Пер-Лашез. На його честь названо астероїд 11969 Ґей-Люсак.

Гумбольдтом проводив досліди в області евдіометра. Первісною метою цих дослідів

було з'ясування точності вимірювання складу атмосферного повітря за допомогою евдіометра Вольта. Результатом цих дослідів стали кілька відкриттів і гіпотез у галузі фізики та географії. Зокрема, Гей-Люссак виявив, що кисень і водень утворюють воду, з'єднуючись в пропорції 100 об'ємних частин кисню на 200 об'ємних частин водню.
У 1806 році Гей-Люссак почав дослідження пружності газів в залежності від температури, а також процесів пароутворення. Аналогічними дослідженнями займався в Англії Дальтон, проте Гей-Люссак нічого не знав про його досліди. Дальтон знайшов, використовуючи досить грубі прилади, що при зміні температури від 0 до 100°C об'єм повітря збільшується на 0,302 від початкового об'єму, тоді як Вольта кількома роками раніше отримав результат 0,38. У 1807 році Гей-Люссак, поставивши точний експеримент, отримав значення 0,375, яке потім довгий час використовувалося усіма європейськими фізиками. За нинішніми уявленнями це число відповідає температурі абсолютного нуля -266,7°C, що дуже близько до прийнятого зараз значенням -273,15°C.
Провівши аналогічні досліди з іншими газами, Гей-Люссак встановив, що це число однаково для всіх газів, незважаючи на загальноприйняту думку, що різні гази розширюються при нагріванні різним чином.

від Дж.Дальтона. Після польоту Я.Д.Захарова на повітряній кулі з науковою

метою (30.06.1804) Гей-Люссак здійснив два таких же польоти (24.08.1804 - разом з Ж.Біо, 16.09.1804) і виявив, що на висоті близько 7000 м інтенсивність земного магнетизму помітно не змінюється; встановив, що повітря має той же склад, що і у поверхні Землі. У 1808 році відкрив закон об'ємних співвідношень при реакціях між газами. Рівняння стану ідеального газу - формула, що встановлює залежність між тиском, молярним об'ємом і абсолютною температурою ідеального газу, узагальнює закони Бойля-Маріотта , Шарля і Гей-Люссака .
Фізична хімія
Діаграми розчинності
У 1819 Гей-Люссак побудував на підставі своїх визначень перші діаграми розчинності солей у воді і помітив існування двох окремих кривих розчинності для безводного сульфату натрію і його десятиводного гідрату.

За освітою юрист, закінчив юридичний факультет  Туринського університету. З 1800 самостійно вивчав математику,  фізику і хімію.

У 1809-1819 викладав фізику у ліцеї м. Верчеллі. З 1820 Авоґадро професор фізики в  Туринському університеті. Став першим хіміком який ввів постійну одиницю.
Досліджував різні фізичні і хімічні явища. Заклав основи молекулярної теорії (1811), обґрунтувавши думку, що  атоми можуть сполучатися в молекули.

Авоґадро встановив важливий фізичний закон — закон Авогадро, на підставі якого визначають атомну і молекулярну масу. Ім'ям Авоґадро названа універсальна стала — число Авогадро, число молекул в одному молі ідеального газу (NA = 6.02214129(27)×1023 моль−1). Розробив метод визначення молекулярної маси, завдяки чому, використавши експериментальні дані інших дослідників, уперше правильно вирахував атомні маси кисню, вуглецю, азоту, хлору та ін. елементів. Встановив точний кількісний склад багатьох речовин — води, кисню, аміаку та багатьох оксидів. Також вивчав кристалічну будову твердих тіл і узагальнив відомості про склад речовини. Його праці сприяли подальшому розвитку атомно-молекулярної теорії.

фізик, один із засновників векторного аналізу та математичної теорії  термодинаміки.

Його ім'я

присвоєно багатьом величинам і поняттям хімічної термодинаміки: енергія Гіббса, парадокс Гіббса, правило фаз Гіббса-Гельмгольца, рівняння Гіббса-Дюгема, лема Гіббса, трикутник Гіббса-Розебома та ін.
У 1901 р. Гіббс був удостоєний вищої нагороди міжнародного наукового співтовариства того часу (присуджується щороку тільки одному вченому) - Медалі Коплі Лондонського королівського суспільства - за те, що він став «першим, хто застосував другий закон термодинаміки для всебічного розгляду співвідношення між хімічною, електричною і тепловою енергією і здатністю до здійснення роботи».

механіки, одним з основоположників яких він є. Гіббс розробив так

звані ентропійні діаграми, що грають велику роль в технічній термодинаміці, показав (1871-1873 рр.), що тривимірні діаграми дозволяють представити всі термодинамічні властивості речовини.
У 1873 році, коли йому виповнилося 34 роки, Гіббс показав неординарні дослідницькі здатності в галузі математичної фізики. У цей рік у віснику Академії Коннектикуту з'явилися дві статті. Перша була озаглавлена ​​«Графічні методи в термодинаміці флюїдів», а друга - «Метод геометричного представлення термодинамічних властивостей речовин за допомогою поверхонь». Цими роботами Гіббс поклав початок геометричній термодинаміки.
Теоретична механіка
Помітний науковий внесок Гіббса і в теоретичну механіку. У 1879 р. він для голономних механічних систем вивів з принципу Гаусса рівняння їх руху. У 1899 р. по суті ті ж рівняння , що і у Гіббса , незалежно отримав французький механік П. Е. Аппель, який вказав, що вони описують рух як голономних, так і неголономних систем (саме в задачах неголономної механіки знаходять нині основне застосування дані рівняння, які називаються зазвичай рівняннями Аппеля, а іноді - рівняннями Гіббса-Аппеля). Їх прийнято розцінювати як найбільш загальні рівняння руху механічних систем.

Науки (American Journal of Science) з'явилися п'ять статей з окремих

тем в електромагнітній теорії світла і її зв'язків з різними теоріями пружності. Цікаво, що повністю були відсутні спеціальні гіпотези про взаємозв'язок простору і матерії. Єдине припущення, зроблене у відношенні складу речовини, полягає в тому, що вона складається з частинок, досить дрібних по відношенню до довжини хвилі світла, але не нескінченно малих, і що вона якимось чином взаємодіє з електричними полями в просторі. За допомогою методів, простота і ясність яких нагадували його дослідження з термодинаміки, Гіббс показав, що у разі абсолютно прозорих середовищ теорія не тільки пояснює дисперсію кольору, але також призводить до законів Френеля про подвійне відображенні для будь-яких довжин хвиль з урахуванням малих енергій, які визначають дисперсію кольору. Він зазначав, що кругову і еліптичну поляризацію можна пояснити, якщо розглядати енергію світла ще вищих порядків, що, в свою чергу, не спростовує інтерпретації багатьох інших відомих явищ. Гіббс ретельно вивів загальні рівняння для монохроматичного світла в середовищі з різним ступенем прозорості, приходячи до відмінних від отриманих Максвеллом виразам, що не містять в явному вигляді діелектричну постійну середовища і провідність.

повернувся до теми, тісно пов'язаної з предметом його ранніх публікацій.

У них він займався розвитком наслідків законів термодинаміки, які приймаються як дані, виходячи з експерименту. У цій емпіричній формі науки теплота і механічна енергія розцінювалися як два різних явища - звичайно, взаємно переходять одна в одну з певними обмеженнями, але принципово відрізняються за багатьма важливими параметрами. Відповідно до популярної тенденції щодо об'єднання явищ, було прийнято безліч спроб звести ці два поняття до однієї категорії, показати фактично, що теплота - не що інше, як механічна енергія дрібних частинок, і що екстрадинамічні закони тепла є наслідком величезної кількості незалежних механічних систем у будь-якому тілі - числа настільки великого, що людині з його обмеженою уявою важко навіть уявити. І все ж, незважаючи на впевнені твердження в багатьох книгах і популярних виставках, що «теплота - спосіб молекулярного руху», вони не були до кінця переконливі, і ця невдача була розцінена лордом Кельвіном як тінь в історії науки XIX століття. Такі дослідження повинні мати справу з механікою систем з величезною кількістю ступенів свободи, причому була можливість порівняти результати розрахунків зі спостереженнями, ці процеси повинні мати статистичний характер. Максвелл не раз вказував на труднощі таких процесів, а також говорив (і це часто цитував Гіббс), що в таких питаннях серйозні помилки допускали навіть люди, чия компетентність в інших областях математики не піддається сумніву.

великий внесок у розвиток  термодинаміки  й статистичної фізики на основі атомістичних уявлень.

Член Віденської АН (з 1885), професор університетів у Граці (1869–1889), Мюнхені (1889–1894), Відні (1894—1900 і з 1902) і  Лейпцігу (1900–1902). Автор теоретичних і експериментальних досліджень з різних розділів фізики; один з творців статистичної фізики.

— дослідженню діелектричної сталої  газів  і твердих тіл.
Найважливіші дослідження Больцман виконав у

галузі статистичної фізики і  термодинаміки. Він вивів основне рівняння кінетичної теорії газів, дав статистичне тлумачення 2-го закону термодинаміки і ентропії, обгрунтував закон теплового випромінювання Стефана (закон Стефана—Больцмана). Больцман був переконаним прихильником атомістичної теорії, яку відстоював у боротьбі з Ернстом Махом і Вільгельмом Оствальдом, що заперечували реальність  атомів та молекул і корисність атомістичної теорії.
5 вересня 1906 Больцман покінчив самогубством в італійському містечку  Дуїно неподалік від Трієста.
На його честь названо астероїд 24712 Больцман.