Energia cinetica molecolare

Consideriamo un gas in un contenitore: il movimento casuale delle molecole provoca diverse collisioni con le pareti.

Durante le collisioni, ogni molecola esercita una forza sulle pareti del contenitore, che è la fonte della pressione esercitata dal gas.

Se tutte le molecole di gas hanno la stessa grandezza di velocità, l'interazione con la parete nella direzione x per piccoli intervalli di tempo risulta in un cambiamento della componente x della velocità e della quantità di moto.

Se il numero di molecole per unità di volume rimane uniforme, è possibile determinare il numero di collisioni per una certa area e la variazione della quantità di moto totale durante il piccolo intervallo.

Applicando la seconda legge di Newton, la pressione esercitata dal gas dipende dalla massa, dalla velocità e dal numero di molecole per volume della molecola.

Considerando la condizione isotropa, la velocità media di una molecola di gas è correlata alle componenti della velocità ed è pari a tre volte la velocità di un componente.

Sostituendo e confrontando con l'equazione dei gas ideali, si determina l'energia cinetica traslazionale media di n moli di gas.