Teoría Cinética

El estudio de las moléculas de un gas, es un buen ejemplo de una situación física en que los métodos estadísticos, proporcionan resultados precisos y confiables para las manifestaciones macroscópicas de los fenómenos microscópicos. Por ejemplo, los cálculos de la presión, volumen y temperatura de la ley del gas ideal son muy precisos. El promedio de energía asociada con el movimiento molecular tiene su fundamento en la distribución de Boltzmann, una función de distribución estadística. Sin embargo, la temperatura y la energía de un gas se pueden medir con precisión.

Leyes de Newton y Colisiones

La aplicación de las leyes de Newton a un gas ideal bajo el supuesto de que la teoría cinética, nos permite determinar la fuerza media sobre las paredes del contenedor. Este tratamiento supone que la colisión contra las paredes son perfectamente elásticas.

En este desarrollo, un barrado is indicativo de una cantidad promedio. En la expresión de la fuerza media de N moléculas, es importante notar que es la media del cuadrado de la velocidad estudiada, y que esto es completamente diferente del cuadrado de la velocidad media.

Teoría Cinética: Presión de Gas

La fuerza media y la presión sobre una determinada pared, depende solamente de las componentes de la velocidad en la dirección hacia esa pared. Pero se puede expresar en términos de la media de la energía cinética de traslación completa, usando el supuesto de que el movimiento molecular es aleatorio.

y asumiendo velocidades aleatorias en todas las direcciones Entonces, la presión en un contenedor se puede expresar como

Expresado en términos de la energía cinética molecular media:

Esto nos conduce al concepto de temperatura cinética y a la ley de gas ideal.