Kinetik teori, gazların doğası ile ilgili bilimsel bir teoridir. Teori, gazların kinetik teorisi, kinetik-moleküler teori, çarpışma teorisi ve gazların kinetik-moleküler teorisi gibi birçok isimle devam eder. Gazların moleküler kompozisyonları ve etkinlikleri bakımından makroskopik olarak da adlandırılan gözlemlenebilir ve ölçülebilir özellikleri açıklanmaktadır. Isaac Newton, bir gazın basıncının moleküller arasındaki statik itmeden kaynaklandığına dair teorik olsa da, kinetik teori, basıncın moleküller arasındaki çarpışmaların sonucu olduğunu tutar.
Kinetik teori, gazlarla ilgili bir dizi varsayımda bulunur. İlk önce, her biri sıfır olmayan kütleye sahip, sürekli olarak rasgele bir şekilde hareket eden çok küçük parçacıklardan oluşan bir gaz üretilir. Bir gaz örneğindeki moleküllerin sayısı istatistiksel karşılaştırma için yeterince büyük olmalıdır.
Kinetik teorisi, gaz moleküllerinin tamamen küresel ve elastik olduğunu ve konteynerlerinin duvarlarıyla çarpışmalarının da elastik olduğunu, yani hızda herhangi bir değişikliğe yol açmadıklarını varsaymaktadır. Gaz moleküllerinin toplam hacmi, konteynerlerinin toplam hacmine kıyasla önemsizdir, yani moleküller arasında geniş bir boşluk vardır. Ek olarak, bir gaz molekülünün konteyner çeperi ile çarpışması sırasındaki süre, diğer moleküllerle çarpışmalar arasındaki süreyle ilişkili olarak ihmal edilebilir. Teori ayrıca, herhangi bir göreceli veya kuantum-mekanik etkinin ihmal edilebilir olduğu ve gaz parçacıklarının birbirleri üzerindeki etkilerinin, çarpışmalar tarafından uygulanan kuvvet hariç, önemsiz olduğu varsayımına dayanmaktadır. Sıcaklık, ortalama kinetik enerjiyi veya hareket nedeniyle oluşan gaz parçacıklarını etkileyen tek faktördür.
Kinetik teorinin denklemlerinin çalışması için bu varsayımların sürdürülmesi gerekir. Tüm bu varsayımları yerine getiren bir gaz, ideal bir gaz olarak bilinen basitleştirilmiş bir teorik varlıktır. Gerçek gazlar genellikle kinetik denklemlerin faydalı olması için ideal gazlara yeterince benzer şekilde davranır, ancak model tam olarak doğru değildir.
Kinetik teori basıncı, gaz moleküllerinin konteyner çeperiyle çarpıştığı gibi uygulanan kuvvet olarak tanımlar. Basınç, alan başına kuvvet olarak hesaplanır veya P = F / A. Kuvvet, gaz moleküllerinin sayısı, N, her bir molekülün kütlesi, m ve bunların ortalama hızlarının karesi, v2 rms , kabın uzunluğunun üç katı, 3l. Bu nedenle, kuvvet için şu denklemimiz var: F = Nmv 2 rms / 3l. Rms kısaltması, tüm parçacıkların hızının ortalaması olan kök-ortalama karesini ifade eder.
Basınç için denklem P = Nmv 2 rms / 3Al'dir. Uzunluk ile çarpılan alan hacme eşit olduğu için V, bu denklem P = Nmv 2 rms / 3V olarak basitleştirilebilir. Basınç ve hacim ürünü PV, toplam kinetik enerjinin üçte ikisine veya K, makroskopik özelliklerin mikroskobik olandan türetilmesine izin verir.
Kinetik teorinin önemli bir kısmı kinetik enerjinin bir gazın mutlak sıcaklığı ile doğru orantılı olarak değişmesidir. Kinetik enerji mutlak sıcaklık ürününe eşittir, T ve Boltzman sabiti, kB, 3/2 ile çarpılır; K = 3TkB / 2. Bu nedenle, sıcaklık ne zaman arttırılsa kinetik enerji artar ve başka hiçbir faktörün kinetik enerji üzerinde etkisi olmaz.
