La théorie
cinétique est une théorie scientifique sur la nature du gaz. La théorie va par
beaucoup de noms, y compris la théorie cinétique des gaz, la théorie cinétique
moléculaire, théorie des collisions, et la théorie cinétique moléculaire de
gaz. Il explique les propriétés observables et mesurables, également appelés
macroscopique, de gaz en fonction de leur composition et de l'activité
moléculaire. Alors que Newton a théorisé que la pression d'un gaz est due à la
répulsion entre les molécules statique, la théorie cinétique maintient cette
pression est le résultat de collisions entre les molécules.
La théorie
cinétique fait un certain nombre d'hypothèses concernant les gaz. Tout d'abord,
un gaz est constitué de très petites particules, chacune ayant une masse non
nulle, se déplaçant continuellement d'une manière aléatoire. Le nombre de
molécules dans un échantillon de gaz doit être suffisamment grand pour comparaison
statistique.
La théorie
cinétique suppose que les molécules de gaz sont parfaitement sphériques et
élastiques, et que leur collision avec les parois de leur emballage sont
également élastique, ce qui signifie qu'ils ne conduisent pas à un changement
de vitesse. Le volume total de molécules de gaz est négligeable par rapport au
volume total de leur récipient, ce qui signifie qu'il existe suffisamment
d'espace entre les molécules. En outre, le temps au cours de la collision d'une
molécule de gaz avec la paroi du récipient est négligeable par rapport au temps
entre les collisions avec d'autres molécules. La théorie repose en outre sur
l'hypothèse que les effets relativistes ou mécanique quantique sont
négligeables, et que tous les effets des particules de gaz sur l'autre sont
négligeables, à l'exception de la force exercée par les collisions. La
température est le seul facteur affectant la moyenne de l'énergie cinétique,
l'énergie ou en raison du mouvement, des particules de gaz.
Ces hypothèses
doivent être maintenus pour que les équations de la théorie cinétique de
fonctionner. Un gaz de remplir toutes ces hypothèses est une entité théorique
simplifiée connu comme un gaz parfait. Gaz réels se comportent généralement
assez similaire à gaz idéal pour les équations cinétiques pour être utile, mais
le modèle n'est pas tout à fait exact.
La théorie
cinétique pression définit comme la force exercée par les molécules de gaz tels
qu'ils entrent en collision avec la paroi du récipient. La pression est
calculée comme la force par unité de surface, ou P = F / R. La force est le
produit du nombre de molécules de gaz, la N, la masse de chaque molécule, m, et
le carré de la vitesse moyenne, v 2 rms, le tout divisé par trois fois la
longueur du conteneur, 3l. Par conséquent, nous avons l'équation suivante pour
la force: F = nmv 2 ch / 3l. L'abréviation, efficace, représente la racine
carrée moyenne, une moyenne de la vitesse de toutes les particules.
L'équation pour
la pression est P = nmv 2 ch / 3Al. Etant donné que la zone multipliée par la
longueur est égale au volume, V, cette équation peut être simplifiée en tant
que P = 2 nmv rms / 3V. Le produit de la pression et du volume, PV, est égale à
deux tiers de l'énergie cinétique totale, ou K, permettant la dérivation des
propriétés macroscopiques d'un être microscopique.
Une partie
importante de la théorie cinétique est l'énergie cinétique qui varie en
proportion directe de la température absolue d'un gaz. L'énergie cinétique est
égale au produit de la température absolue, T, et de la constante de Boltzman,
B k, multipliée par 3/2; 3TK K = B / 2. Par conséquent, chaque fois que la
température augmente, l'énergie cinétique est accrue, et pas d'autres facteurs
ont un effet sur l'énergie cinétique.