במחקר של גזים אידיאליים אנו רואים כי גז מורכב מאטומים ומולקולות, הנעים על פי החוקים שנקבעו על ידי קינמטיקה. בגז, חלקיקיו בדרך כלל רחוקים זה מזה, ויש ביניהם חלל. אנו רואים גם כי המאפיין העיקרי של גזים הוא שיש כמעט רק אינטראקציה בין החלקיקים שלהם כאשר הם מתנגשים זה בזה.
לגבי חוק הגז האידיאלי, אנו יכולים לומר שהוא מראה לנו את הקשר בין לחץ, נפח, טמפרטורה ומספר שומות. קשר זה מתקבל ממודל פשוט לגזים, המאפשר לקבוע את הקשר בין כמויות מקרוסקופיות על סמך חקר תנועת האטומים והמולקולות. התיאוריה הקינטית של גזים מבוססת על ארבעה פוסטולטים:
1 – הגז נוצר על ידי מולקולות הנמצאות בתנועה פרועה וקבועה. לכל מולקולה יכולה להיות מהירות שונה מהאחרות.
2 – כל מולקולת גז מתקשרת עם האחרים רק באמצעות התנגשויות (כוחות מגע רגילים). האנרגיה היחידה של מולקולות היא אנרגיה קינטית.
3 – כל ההתנגשויות בין המולקולות לדפנות המיכל המכיל את הגז הן אלסטיות לחלוטין. האנרגיה הקינטית הכוללת נשמרת, אך המהירות של כל מולקולה יכולה להשתנות.
4 – מולקולות קטנות לאין ערוך. רוב הנפח שתופס גז הוא שטח ריק.
בהתבסס על ההנחות הללו, בולצמן ומקסוול מראים כי האנרגיה הקינטית הממוצעת של סך המולקולות של גז אידיאלי פרופורציונאלית לטמפרטורה, על פי הביטוי:
כאשר k הוא קבוע בולצמן ו- N הוא מספר המולקולות. ניתן לחשב את ערך k מתוך קבוע הגז R ומספר האבוגדרו Nה לְכָל
הביטוי שהתקבל מראה כי הטמפרטורה פרופורציונאלית לאנרגיה הקינטית הממוצעת של המולקולות של גז אידיאלי. לפיכך אנו רואים כי הטמפרטורה היא ממוצע של מידת התסיסה של מולקולות בגז. בעזרת מספר השומות יש לנו:
מאת דומיטיאנו מארקס
בוגר פיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm
