Astatisztikus mechanika avalószínűségszámítás eszközeivel vizsgálmechanikai problémákat. A makroszkópikus rendszerek tulajdonságait a mikrovilág (atomok, molekulák) szabályszerűségeiből vezeti le. így atermodinamika eredményei is a mikroszintű mechanikai és statisztikai törvények teljesüléseként értelmezhetőek. Lehetővé válik, olyan termodinamikai mennyiségek értelmezése, mint amunka,hő,szabadenergia,entrópia stb.A statisztikus termodinamika egyik megalapítójának az osztrákLudwig Boltzmannt tekinthetjük, az ő nevéhez fűződik az entrópia statisztikus bevezetése. Magát a statisztikus mechanika kifejezést James Clerk Maxwell használta először (1871). Az amerikai Gibbs ehelyett a statisztikus termodinamika kifejezés használatát javasolta.
A statisztikus termodinamika alapvető kérdése, hogy adott mennyiségűenergia hogyan oszlik el egyenlő rendszerek között.[1] A termodinamikai jellemzők származtatásához általában a kvantummechanika összefüggéseit használják. Alapvető mennyiségek aBoltzmann-tényező és azállapotösszeg.
1738-ban a svájci fizikus,Daniel Bernoulli megjelentette Hydrodynamica című művét, amelyben lefektette akinetikus gázelmélet alapjait. Szerinte, és ez modell ma is érvényes, a gázok nagyszámú részecskéből állnak, és minden irányban mozognak. Hatásuk egy felületre okozza a gáznyomást, és hő nem más, mint a részecskék mozgási energiáinak az összege.
1859-ben a skótJames Clerk Maxwell olvastaRudolf Clausius értekezését a molekulák diffúziójáról. Ezt felhasználva megalkotta a részecskék sebességeloszlást megadóMaxwell-eloszlást. Ez volt a statisztikus fizika első törvénye.[2] Öt évvel később Boltzmann, mint ifjú fizikus Bécsben olvasta Maxwell munkáját a témáról, és ez annyira megragadta képzeletét, hogy a rendkívüli sikerekben gazdag életének jelentős részét a tárgy további elemzésével, fejlesztésével töltötte. Ő szokták a statisztikus fizika atyjának tekinteni, hiszen ő vezette le a tárgyban központi jelentőségű összefüggést az entrópiaS és az állapotszámΩ (azon mikroállapotok száma, amelyekhez ugyanaz a makroállapot tartozik egy bizonyos rendszerben) között ().
Így a statisztikus fizika alapjai olyan személyek munkáin nyugszanak mint Clausius, Maxwell, Boltzmann,Max Planck ésWilliard Gibbs, akik azideális gázok leírására a statisztikus módszereket és/vagy a kvantumelmélet eredményeit használták.
