Les atomes ou molécules de gaz agissent presque indépendamment les uns des autres par rapport aux liquides ou aux solides, dont les particules sont plus corrélées. En effet, un gaz peut occuper des milliers de fois plus de volume que le liquide correspondant. La vitesse quadratique moyenne des particules de gaz varie directement avec la température, selon la « distribution de vitesse Maxwell ». Cette équation permet le calcul de la vitesse à partir de la température.
où P est la pression, V est le volume (pas la vitesse), n est le nombre de moles de particules de gaz, R est la constante des gaz parfaits et T est la température.
Appréciez le fait que la vitesse d'une seule particule de gaz ne peut pas être dérivée de la température du gaz composite. En substance, chaque particule a une vitesse différente et a donc une température différente. Ce fait a été mis à profit pour dériver la technique du refroidissement laser. Dans son ensemble ou système unifié, cependant, le gaz a une température qui peut être mesurée.
Assurez-vous d'utiliser les unités de manière cohérente. Par exemple, si le poids moléculaire est exprimé en grammes par mole et que la valeur de la constante des gaz parfaits est en joules par mole par degré Kelvin, et la température est en degrés Kelvin, alors la constante des gaz parfaits est en joules par mole-degré Kelvin, et la vitesse est en mètres par deuxième.
Entraînez-vous avec cet exemple: si le gaz est de l'hélium, le poids atomique est de 4,002 grammes/mole. À une température de 293 degrés Kelvin (environ 68 degrés Fahrenheit) et avec une constante de gaz parfait de 8,314 joules par mole-degré Kelvin, la vitesse quadratique moyenne des atomes d'hélium est :