Átomos ou moléculas de gás agem quase independentemente uns dos outros em comparação com líquidos ou sólidos, partículas dos quais têm maior correlação. Isso ocorre porque um gás pode ocupar milhares de vezes mais volume do que o líquido correspondente. A velocidade da raiz quadrada média das partículas de gás varia diretamente com a temperatura, de acordo com a "Distribuição de velocidade de Maxwell". Essa equação permite o cálculo da velocidade a partir da temperatura.
onde P é a pressão, V é o volume (não a velocidade), n é o número de moles de partículas de gás, R é a constante ideal do gás e T é a temperatura.
Aprecie o fato de que a velocidade de uma única partícula de gás não pode ser derivada da temperatura do gás composto. Em essência, cada partícula tem uma velocidade diferente e, portanto, uma temperatura diferente. Este fato foi aproveitado para derivar a técnica de resfriamento a laser. Como um sistema completo ou unificado, entretanto, o gás tem uma temperatura que pode ser medida.
Certifique-se de usar as unidades de forma consistente. Por exemplo, se o peso molecular é considerado em gramas por mol e o valor da constante de gás ideal é em joules por mol por grau Kelvin, e a temperatura está em graus Kelvin, então a constante de gás ideal é em joules por grau-mol Kelvin, e a velocidade está em metros por segundo.
Pratique com este exemplo: se o gás for hélio, o peso atômico é 4,002 gramas / mol. A uma temperatura de 293 graus Kelvin (cerca de 68 graus Fahrenheit) e com a constante de gás ideal sendo 8,314 joules por grau-mol Kelvin, a velocidade quadrada média dos átomos de hélio é: