是用统计方法研究由大量微观粒子组成的物质系统内部热运动规律及其对系统性质的影响。它是从物质的微观结构，即从分子、原子的运动和它们之间的相互作用出发，来研究热现象的规律，构成热现象的微观理论。统计物理学的前身是气体分子运动论。统计物理学是从宏观系统内部的微观结构出发，根据微观粒子所遵从的力学规律，用统计方法，将系统的宏观性质及其变化规律推导出来。所以，统计物理学与热力学两者之间可以相互补充。

热物理性质理想气体

把严格服从波义耳-马略特定律、盖·吕萨克定律和查理定律的想象的气体，称为“理想气体”。气体分子运动论的研究对象主要是气体物质系统。在通常情况下，气体中的分子本身所占的体积，比起气体分子所能自由活动的空间，即气体的体积是小得多的，所以分子本身的大小可忽略不计。例如，在温度为0℃、压强为1大气压下的气体，其密度不到液体的密度的千分之一。在某种情况下忽略气体分子本身的大小对我们研究的问题影响并不大。若在高温低压的情况下，将气体分子本身的大小忽略掉，则影响就更小。至于气体分子之间的相互作用力，由于它随着分子之间距离的增大而迅速地减小，故在一般常温、常压下，也可忽略不计气体分子之间存在着的分子力。也就是说，除了气体分子之间发生碰撞的瞬间之外，可认为气体分子之间是没有相互作用的。此外，也不考虑气体分子的内部结构，即认为分子在碰撞过程中不发生形变。若将气体分子视为刚体，而分子间的碰撞又是完全弹性碰撞，那么，气体分子就遵守动量守恒和动能守恒定律。符合上述要求的气体即称为理想气体。在通常的温度和压强下，理想气体和实际气体的性质差别并不太大。因此，所有的实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，都可近似地看作理想气体。

玻义耳-马略特定律：

它反映气体的体积随压强改变而改变的规律。对于一定质量的气体，在其温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，其压强P 与它的体积V 的乘积为一常量，即

（常数）（T 不变时）或

式中常量的大小与气体系统的温度和气体的质量有关。实际气体只是在压强不太高、温度不太低的条件下才服从这一定律。

盖·吕萨克定律：

它反映了气体体积随温度变化而变化的规律。一定质量的气体，在保持压强不变的情况下，它的体积变化与温度变化成正比，与0℃时的体积成正比，即它的体积随着温度作直线变化，其数学表达式为

。式中V 为气体在t℃时的体积；

为0℃时的体积；

是在压强不变时，气体体积随温度变化的系数，称做体膨胀系数。

可由实验测定。

查理定律：

它反映了气体压强随温度变化而变化的规律。一定质量的气体，当其体积保持不变时，它的压强P 变化与温度T 的变化成正比，与0℃时气体的压强成正比，即压强随温度作直线变化，其数学表达式为

。式中P 为气体在t℃时的压强；P0为气体在0℃时的压强；

为体积不变时，气体压强随温度变化的系数，称作压强系数。

热物理性质理想气体状态方程

波义耳-马略特定律，盖·吕萨克定律及查理定律给出了一定质量的气体的三个参量P、V、T 中有一个保持不变时，另两个状态参量的变化规律。但是，在实际中，这三个参量往往是同时变化的。对于一定质量的理想气体，在平衡状态下，压强P、体积V 和温度T 之间存有一定的关系，可用两种形式来表示。其一是式中角码1和2分别代表系统所处的两个平衡态。其二是或者写成

。式中M、n和μ分别是气体的质量、摩尔数和摩尔质量，R 为普适气体常数。这种形式亦称为克拉珀龙方程。以上两种形式都是理想气体状态方程。理想气体状态方程表明：一定质量的气体，当其状态发生变化时，它的任意两个平衡态的状态参量之间的关系。对一定质量的气体，P、V、T 三个状态参量，并不全是独立的，任何两个参量确定之后，第三个参量也就唯一地确定了，只需两个独立参量，即可描述理想气体的状态。 2100433B