Kinetyczno-molekularna teoria gazów — mikroskopowy model budowy gazów, umożliwiający makroskopowy opis ich właściwości przy założeniu bardzo dużej ilości atomów , cząsteczek lub jonów .

Założenia teorii

Teoria sformułowana jest przy pewnych założeniach:

• wszystkie ciała składają się z cząstek, których rozmiary można pominąć (epozja)
• cząstki znajdują się w nieprzerwanym, chaotycznym ruchu
• cząstki oddziałują na siebie poprzez zderzenia sprężyste , a między zderzeniami poruszają się zgodnie z zasadami dynamiki Newtona

Założenia te są w przybliżeniu spełnione dla gazów przy niezbyt wysokich ciśnieniach w niezbyt niskich temperaturach.

Podstawowe równanie teorii

Podstawowym równaniem teorii kinetycznej gazów jest wzór, który pozwala powiązać parametry poszczególnych cząsteczek z parametrami makroskopowymi gazu, takimi jak: ciśnienie , objętość , temperatura . Ma ono postać

gdzie:

– średnia energia kinetyczna cząsteczki,

k – stała Boltzmanna ,

i – liczba stopni swobody cząsteczki.

Równanie średniej kwadratowej prędkości cząsteczki

Równanie średniej kwadratowej prędkości cząsteczki wynika bezpośrednio z podstawowego równania kinetyczno-molekularnej teorii gazów dla jednego mola gazu doskonałego (cząsteczka ma trzy stopnie swobody):

,

m jest masą cząsteczki a średnim kwadratem jej prędkości.

Stąd

lub, używając masy molowej gazu zamiast masy pojedynczej cząsteczki (M_r = N_am, N_a to stała Avogadra ),

R jest stałą gazową .