克勞修斯（Rudolph　Clausius,1822～1888）德國(guó)物理學(xué)家，是氣體動(dòng)理論和熱力學(xué)的主要奠基人之一。1822年1月2日生于普魯士的克斯林（今波蘭科沙林）的一個(gè)知識(shí)分子家庭。曾就學(xué)于柏林大學(xué)。1847年在哈雷大學(xué)主修數(shù)學(xué)和物理學(xué)的哲學(xué)博士學(xué)位。從1850年起，曾先后任柏林炮兵工程學(xué)院、蘇黎世工業(yè)大學(xué)、維爾茨堡大學(xué)、波恩大學(xué)物理學(xué)教授。他曾被法國(guó)科學(xué)院、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)和彼得堡科學(xué)院選為院士或會(huì)員。

　　克勞修斯主要從事分子物理、熱力學(xué)、蒸汽機(jī)理論、理論力學(xué)、數(shù)學(xué)等方面的研究，特別是在熱力學(xué)理論、氣體動(dòng)理論方面建樹(shù)卓著。他是歷史上第一個(gè)精確表示熱力學(xué)定律的科學(xué)家。1850年與蘭金（William　John　Ma－Zquorn　Rankine，1820～1872）各自獨(dú)立地表述了熱與機(jī)械功的普遍關(guān)系──熱力學(xué)第一定律，并且提出蒸汽機(jī)的理想的熱力學(xué)循環(huán)（蘭金－克勞修斯循環(huán)）。1850年克勞修斯發(fā)表《論熱的動(dòng)力以及由此推出的關(guān)于熱學(xué)本身的諸定律》的論文。他從熱是運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)對(duì)熱機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行了新的研究。論文首先從焦耳確立的熱功當(dāng)量出發(fā)，將熱力學(xué)過(guò)程遵守的能量守恒定律歸結(jié)為熱力學(xué)第一定律，指出在熱機(jī)作功的過(guò)程中一部分熱量被消耗了，另一部分熱量從熱物體傳到了冷物體。這兩部分熱量和所產(chǎn)生的功之間存在關(guān)系：。式中dQ是傳遞給物體的熱量，dW表示所作的功，U是克勞修斯第一次引人熱力學(xué)的一個(gè)新函數(shù)，是體積和溫度的函數(shù)。后來(lái)開(kāi)爾文把U稱為物體的能量，即熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能。論文的第二部分，在卡諾定理的基礎(chǔ)上研究了能量的轉(zhuǎn)換和傳遞方向問(wèn)題，提出了熱力學(xué)第二定律的最著名的表述形式（克勞修斯表述）：熱不能自發(fā)地從較冷的物體傳到較熱的物體。因此克勞修斯是熱力學(xué)第二定律的兩個(gè)主要奠基人（另一個(gè)是開(kāi)爾文）之一。

　　在發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上，人們期望找到一個(gè)物理量，以建立一個(gè)普適的判據(jù)來(lái)判斷自發(fā)過(guò)程的進(jìn)行方向�？藙谛匏故紫日业搅诉@樣的物理量。1854年他發(fā)表《力學(xué)的熱理論的第二定律的另一種形式》的論文，給出了可逆循環(huán)過(guò)程中熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表示形式：，而引入了一個(gè)新的后來(lái)定名為熵的態(tài)參量。1865年他發(fā)表《力學(xué)的熱理論的主要方程之便于應(yīng)用的形式》的論文，把這一新的態(tài)參量正式定名為熵。并將上述積分推廣到更一般的循環(huán)過(guò)程，得出熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表示形式：≤0等號(hào)對(duì)應(yīng)于可逆過(guò)程，不等號(hào)對(duì)應(yīng)于不可逆過(guò)程。這就是著名的克勞修斯不等式。利用熵這個(gè)新函數(shù)，克勞修斯證明了：任何孤立系統(tǒng)中，系統(tǒng)的熵的總和永遠(yuǎn)不會(huì)減少，或者說(shuō)自然界的自發(fā)過(guò)程是朝著熵增加的方向進(jìn)行的。這就是“熵增加原理”，它是利用熵的概念所表述的熱力學(xué)第二定律。后來(lái)克勞修斯不恰當(dāng)?shù)匕褵崃�學(xué)第二定律推廣到整個(gè)宇宙，提出所謂“熱寂說(shuō)”。

　　在氣體動(dòng)理論方面克勞修斯作出了突出的貢獻(xiàn)。克勞修斯、麥克斯韋、玻耳茲曼被稱為氣體動(dòng)理論的三個(gè)主要奠基人。由于他們的一系列工作使氣體動(dòng)理論最終成為定量的系統(tǒng)理論。1857年克勞修斯發(fā)表《論熱運(yùn)動(dòng)形式》的論文，以十分明晰的方式發(fā)展了氣體動(dòng)理論的基本思想。他假定氣體中分子以同樣大小的速度向各個(gè)方向隨機(jī)地運(yùn)動(dòng)，氣體分子同器壁的碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)，第一次推導(dǎo)出著名的理想氣體壓強(qiáng)公式，并由此推證了玻意耳－馬略特定律和蓋·呂薩克定律，初步顯示了氣體動(dòng)理論的成就。而且第一次明確提出了物理學(xué)中的統(tǒng)計(jì)概念，這個(gè)新概念對(duì)統(tǒng)計(jì)力學(xué)的發(fā)展起了開(kāi)拓性的作用。

　　1858年發(fā)表《關(guān)于氣體分子的平均自由程》論文，從分析氣體分子間的相互碰撞入手，引入單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的碰撞次數(shù)和氣體分子的平均自由程的重要概念，解決了根據(jù)理論計(jì)算氣體分子運(yùn)動(dòng)速度很大而氣體擴(kuò)散的傳播速度很慢的矛盾，開(kāi)辟了研究氣體的輸運(yùn)過(guò)程的道路。　

　　克勞修斯在其他方面貢獻(xiàn)也很多。他從理論上論證了焦耳－楞次定律。1851年從熱力學(xué)理論論證了克拉珀龍方程，故這個(gè)方程又稱克拉珀龍－克勞修斯方程。1853年他發(fā)展了溫差電現(xiàn)象的熱力學(xué)理論。1857年他提出電解理論。1870年他創(chuàng)立了統(tǒng)計(jì)物理中的重要定理之一──位力定理。1879年他提出了電介質(zhì)極化的理論，由此與O.莫索提各自獨(dú)立地導(dǎo)出電介質(zhì)的介電常數(shù)與其極化率之間的關(guān)系──克勞修斯－莫索提公式。

　　主要著作有《力學(xué)的熱理論》、《勢(shì)函數(shù)與勢(shì)》、<熱理論的第二提議》等。

　　熱力學(xué)理論的奠基者克勞修斯一生研究廣泛，但最著名的成就是提出了熱力學(xué)第二定律，成為熱力學(xué)理論的奠基人之一。人類科學(xué)發(fā)展到19世紀(jì)，蒸汽機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，如何進(jìn)一步提高熱機(jī)的效率問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視，成了理淪物理研究的重點(diǎn)課題。1824年，卡諾在熱質(zhì)說(shuō)和永動(dòng)機(jī)不可能的基礎(chǔ)上證明了后來(lái)著名的卡諾定理，這不僅推論出了熱機(jī)效率的最上限，而且也包含了熱力學(xué)第二定律的若干內(nèi)容。此后，經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家長(zhǎng)期的研究，到19世紀(jì)中葉，能量轉(zhuǎn)化和守恒定律建立了起來(lái)，這個(gè)物理學(xué)中極其重要的普遍規(guī)律，很快就成為研究熱和其他各種運(yùn)動(dòng)形式相互轉(zhuǎn)化的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　克勞修斯從青年時(shí)代起，就決定對(duì)熱力進(jìn)行理論上的研究，他認(rèn)為一旦在理論上有了突破，那么提高熱機(jī)的效率問(wèn)題就可以迎刃而解。有了明確目標(biāo)，克勞修斯學(xué)習(xí)異常勤奮，他知道只有在學(xué)生階段打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，才能在今后的研究道路上有所建樹(shù)。因此，克勞修斯用了近10年時(shí)間在學(xué)校里埋頭苦讀。有志者事竟成，1850年，克勞修斯發(fā)表了第一篇關(guān)于熱的理淪的論文——《論熱的動(dòng)力以及由此推出關(guān)于熱本身的定律》。在論文里，他首先以當(dāng)時(shí)焦耳用實(shí)驗(yàn)方法所確立的熱功當(dāng)量為基礎(chǔ)，第一次明確提出了熱力學(xué)第一定律：在一切由熱產(chǎn)生功的情況中，必有和所產(chǎn)生的功成正比的熱量被消耗掉；反之，消耗同樣數(shù)量的功，也就會(huì)產(chǎn)生同樣數(shù)量的熱。按照這個(gè)基本定律，克勞修斯又以理想氣體為例，進(jìn)行進(jìn)一步的論述，否定了熱質(zhì)理論的基本前提，即宇宙中的熱量守恒，物質(zhì)內(nèi)部的熱量是對(duì)氣體分子運(yùn)動(dòng)論的貢獻(xiàn)

　　作為熱力學(xué)理淪的奠基人，克勞修斯一生的成就遠(yuǎn)不止于此，他在許多方面都取得了令人矚目的研究成果，尤其在氣體分子運(yùn)動(dòng)淪方面，人們也習(xí)慣性地把他和麥克斯韋、玻耳茲曼一起稱為分子運(yùn)動(dòng)論的奠基人。

　　早在18世紀(jì)，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)氣體是由大量激烈運(yùn)動(dòng)的粒子組成的，氣體的壓力來(lái)自于粒子對(duì)器壁的碰撞。到了19世紀(jì)50年代，克勞修斯等建立了熱力學(xué)理論，并用熱的運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行分子運(yùn)動(dòng)研究，這大大促進(jìn)了分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)的發(fā)展。l857年，克勞修斯發(fā)表了一篇具有奠基性質(zhì)的論文《論我們稱之為熱的那種運(yùn)動(dòng)》，論文內(nèi)容豐富，闡述了多個(gè)有關(guān)分子運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題�？藙谛匏箯臍怏w是運(yùn)動(dòng)分子集合體的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為考察單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)既不可能也毫無(wú)意義，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不是取決于一個(gè)或某些分子的運(yùn)動(dòng)，而是取決于大量分子運(yùn)動(dòng)的平均值。因此，他提出了統(tǒng)計(jì)平均的概念，這是建立分子運(yùn)動(dòng)論的前提。根據(jù)這個(gè)前提，克勞修斯建立了理想氣體分子運(yùn)動(dòng)的模型，并強(qiáng)調(diào)分子的動(dòng)能不僅是它們的直線運(yùn)動(dòng)，而且是分子中原子旋轉(zhuǎn)和振蕩的運(yùn)動(dòng)，從而正確確定了實(shí)際氣體和理想氣體的區(qū)別。在此基礎(chǔ)上，克勞修斯計(jì)算了碰撞器壁的分子數(shù)和相應(yīng)的分子的動(dòng)量變化，并通過(guò)一系列復(fù)雜的演算和論證，最終得出了因分子碰撞而施加給器壁的壓強(qiáng)公式，從而揭示了氣體定律的微觀本質(zhì)。不僅如此，克勞修斯還把目光投向了氣體的固態(tài)和液態(tài)。他論斷說(shuō)：三種聚集態(tài)中的分子都在運(yùn)動(dòng)，只是運(yùn)動(dòng)的方式有所差異而已。

　　在1857年的淪文中，克勞修斯第一次計(jì)算得到了氧、氮、氫3種氣體分子在冰點(diǎn)時(shí)的速率。然而這個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)每秒數(shù)百米的結(jié)論，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的意料，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中，氣體的擴(kuò)散(比如煙霧的彌漫)過(guò)程是相當(dāng)?shù)木徛�，因此人們�?duì)于克勞修斯的研究成果表示了極大的懷疑。如何才能解釋這個(gè)根據(jù)理論計(jì)算得出的分子運(yùn)動(dòng)速度，與氣體擴(kuò)散現(xiàn)象所顯示的速度二者之間的矛盾呢?克勞修斯陷入了新的困惑之中。他意識(shí)到，自己以前把分子看作數(shù)學(xué)幾何點(diǎn)的模型不夠確切，必須加以修正。他從分析氣體分子間的相互碰撞人手，把分子的作用范圍作為他依據(jù)的主要概念，引人了在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的碰撞數(shù)和分子運(yùn)動(dòng)的自由程兩個(gè)概念，并得出了第一個(gè)子均自由程的公式。通過(guò)這些全新的研究方法，克勞修斯認(rèn)為，盡管單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速度非常快，但由于分子間的相互碰撞，分子運(yùn)動(dòng)的軌跡十分曲折，就整個(gè)分子的集合體而言，其前進(jìn)的路程就更加漫長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于分子運(yùn)動(dòng)速度紿出的結(jié)果，這也就是氣體擴(kuò)散緩慢的原因�？藙谛匏归_(kāi)創(chuàng)性地解決了氣體擴(kuò)散速度小于分子運(yùn)動(dòng)速度之間的矛盾，終于打消了人們心頭的疑慮，使得他們對(duì)于分子運(yùn)動(dòng)論充滿了信心，開(kāi)辟了研究氣體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的道路。

　　勤奮的天才�？藙谛匏箯男【途哂袛�(shù)理方面的天賦，在小學(xué)和中學(xué)階段，他的成績(jī)總是名列班級(jí)前茅，老師和同學(xué)都對(duì)他另眼相看。然而，真正讓師生敬重的不是他的天賦，而是他的勤奮刻苦。克勞修斯學(xué)習(xí)非常努力，憑他在數(shù)理方面的能力，考試得高分根本不成問(wèn)題，但是他上課仍然十分專心，老師布置的作業(yè)總是一絲不茍地很快完成。他把大量的課余時(shí)間都用在了課本之外的學(xué)習(xí)上，廣泛閱讀各類書籍，特別是在興趣濃厚的數(shù)理方面，自學(xué)得非常認(rèn)真。到了大學(xué)和研究生階段，由于家境清寒，克勞修斯開(kāi)始考慮如何減輕家庭負(fù)擔(dān)，他不得不一邊學(xué)習(xí)一邊兼任家庭補(bǔ)習(xí)教師，以此來(lái)資助弟妹的生活，半工半讀的生活雖十分辛苦，但為了不耽誤學(xué)習(xí)和研究，克勞修斯以超乎異常的毅力要求自己，把因打工而花費(fèi)的時(shí)間用勤奮補(bǔ)回來(lái)。在整個(gè)讀書階段，他幾乎沒(méi)有休息日，除了工作就是學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)，始終沒(méi)有輕松的時(shí)刻�？藙谛匏拐J(rèn)為，每個(gè)人的成功都來(lái)自勤奮的工作。由于長(zhǎng)時(shí)間沉浸在枯燥的科學(xué)研究之中，克勞修斯的性格顯得有些孤僻，但是他為人極其坦減，從不阿諛?lè)畛�，也不自高自大。他把全身心都撲在了科學(xué)研究上，然而一旦有人要他幫助，他都盡力去做，絕不推脫。在克勞修斯成名以后，常常會(huì)有人向他請(qǐng)教問(wèn)題，有的書信求教，有的登門拜訪，他都認(rèn)真對(duì)待。在學(xué)校里，許多學(xué)生都愿意隨克勞修斯學(xué)習(xí)，有些學(xué)生自以為很了不起，往往和他爭(zhēng)論，克勞修斯就會(huì)心平氣和地指出其不足之處和值得稱道的地方，從不以勢(shì)壓人，反而如朋友一般地進(jìn)行討論，直到問(wèn)題的解決。

　　克勞修斯生前曾得到過(guò)許多的榮譽(yù)，也獲得過(guò)無(wú)數(shù)的獎(jiǎng)賞，還被不少科學(xué)團(tuán)體選為名譽(yù)成員。1879年，他榮獲了著名的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科普利獎(jiǎng)?wù)��？藙谛匏沟囊簧�成就斐然，他提出了熱力學(xué)第二定律和熵的概念，成為熱力學(xué)理論的奠基人；他還計(jì)算得出了分子運(yùn)動(dòng)速度，并揭示出分子運(yùn)動(dòng)速度和氣體擴(kuò)散兩者快慢不一的原因，從而成為分子運(yùn)動(dòng)論的奠基者之一。此外，他還創(chuàng)立了電解分離理論，開(kāi)創(chuàng)了統(tǒng)計(jì)物理學(xué)這一嶄新的學(xué)科�？藙谛匏乖谌祟惪茖W(xué)史上功績(jī)卓著，但是，科學(xué)家的所有研究并非都是正確的，克勞修斯提出的“熱寂說(shuō)”就被證明是錯(cuò)誤的。