تعمل ذرات أو جزيئات الغاز بشكل مستقل تقريبًا عن بعضها البعض مقارنة بالسوائل أو المواد الصلبة ، التي ترتبط جزيئاتها بشكل أكبر. وذلك لأن الغاز قد يشغل حجمًا أكبر بآلاف المرات من السائل المقابل. تختلف سرعة جذر متوسط التربيع لجزيئات الغاز بشكل مباشر مع درجة الحرارة ، وفقًا لـ "Maxwell Speed Distribution". تمكن هذه المعادلة من حساب السرعة من درجة الحرارة.
حيث P هو الضغط ، V هو الحجم (وليس السرعة) ، n هو عدد مولات جزيئات الغاز ، R هو ثابت الغاز المثالي و T هي درجة الحرارة.
قدِّر حقيقة أن سرعة جسيم غاز واحد لا يمكن اشتقاقها من درجة حرارة الغاز المركب. من حيث الجوهر ، كل جسيم له سرعة مختلفة وبالتالي له درجة حرارة مختلفة. تم الاستفادة من هذه الحقيقة لاشتقاق تقنية التبريد بالليزر. كنظام كامل أو موحد ، ومع ذلك ، فإن للغاز درجة حرارة يمكن قياسها.
تأكد من استخدام الوحدات باستمرار. على سبيل المثال ، إذا تم أخذ الوزن الجزيئي بالجرام لكل مول وكانت قيمة ثابت الغاز المثالي بالجول لكل مول لكل درجة كلفن ، ودرجة الحرارة بالدرجات كلفن ، ثم ثابت الغاز المثالي بالجول لكل درجة مول كلفن ، والسرعة بالأمتار لكل ثانيا.
تدرب على هذا المثال: إذا كان الغاز عبارة عن هيليوم ، فإن الوزن الذري هو 4.002 جرام / مول. عند درجة حرارة 293 درجة كلفن (حوالي 68 درجة فهرنهايت) وثابت الغاز المثالي هو 8.314 جول لكل درجة كلفن مول ، فإن سرعة جذر متوسط التربيع لذرات الهيليوم هي: