Los átomos o moléculas de gas actúan casi independientemente unos de otros en comparación con los líquidos o sólidos, cuyas partículas tienen una mayor correlación. Esto se debe a que un gas puede ocupar miles de veces más volumen que el líquido correspondiente. La velocidad cuadrática media de las partículas de gas varía directamente con la temperatura, de acuerdo con la "Distribución de velocidad de Maxwell". Esa ecuación permite el cálculo de la velocidad a partir de la temperatura.
donde P es la presión, V es el volumen (no la velocidad), n es el número de moles de partículas de gas, R es la constante del gas ideal y T es la temperatura.
Aprecie el hecho de que la velocidad de una sola partícula de gas no puede derivarse de la temperatura del gas compuesto. En esencia, cada partícula tiene una velocidad diferente y, por lo tanto, una temperatura diferente. Este hecho se ha aprovechado para derivar la técnica del enfriamiento por láser. Sin embargo, como un sistema completo o unificado, el gas tiene una temperatura que se puede medir.
Asegúrese de usar las unidades de manera consistente. Por ejemplo, si se toma el peso molecular en gramos por mol y el valor de la constante del gas ideal está en julios por mol por grado Kelvin, y la temperatura está en grados Kelvin, entonces la constante del gas ideal está en julios por grado mol Kelvin, y la velocidad está en metros por segundo.
Practica con este ejemplo: si el gas es helio, el peso atómico es 4,002 gramos / mol. A una temperatura de 293 grados Kelvin (aproximadamente 68 grados Fahrenheit) y con la constante del gas ideal de 8.314 julios por grado mol Kelvin, la velocidad cuadrática media de los átomos de helio es: