ทฤษฎีจลน์เป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับธรรมชาติของก๊าซ ทฤษฎีนี้มีหลายชื่อรวมถึงทฤษฎีจลน์ของแก๊สทฤษฎีจลน์ - โมเลกุลทฤษฎีการชนและทฤษฎีจลน์ - โมเลกุลของก๊าซ มันอธิบายถึงคุณสมบัติที่สามารถสังเกตเห็นได้และสามารถวัดได้หรือที่เรียกว่า macroscopic คุณสมบัติของก๊าซในแง่ขององค์ประกอบโมเลกุลและกิจกรรม ในขณะที่ไอแซกนิวตันตั้งทฤษฎีว่าความดันของก๊าซเกิดจากแรงผลักคงที่ระหว่างโมเลกุล แต่ทฤษฎีจลน์ศาสตร์ถือว่าแรงดันนั้นเป็นผลมาจากการชนระหว่างโมเลกุล
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์ทำให้หลายข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับก๊าซ ขั้นแรกให้ก๊าซที่ทำจากอนุภาคขนาดเล็กมากแต่ละคนมีมวลไม่เป็นศูนย์เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องในลักษณะที่สุ่ม จำนวนโมเลกุลในตัวอย่างก๊าซจะต้องมีขนาดใหญ่พอสำหรับการเปรียบเทียบทางสถิติ
ทฤษฎีจลน์คิดว่าโมเลกุลก๊าซเป็นทรงกลมและยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์และการชนกับผนังของภาชนะบรรจุของพวกเขาก็ยืดหยุ่นเช่นกันซึ่งหมายความว่าพวกมันจะไม่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว ปริมาตรรวมของโมเลกุลก๊าซนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาตรรวมของภาชนะบรรจุซึ่งหมายความว่ามีช่องว่างที่เพียงพอระหว่างโมเลกุล นอกจากนี้เวลาในระหว่างการชนกันของโมเลกุลก๊าซกับผนังภาชนะนั้นมีความสำคัญน้อยมากในความสัมพันธ์กับเวลาระหว่างการชนกับโมเลกุลอื่น ๆ ทฤษฎีนี้ยังขึ้นอยู่กับข้อสันนิษฐานว่าความสัมพันธ์เชิงกลหรือเชิงควอนตัมเชิงกลนั้นมีความสำคัญน้อยมากและผลกระทบใด ๆ ของอนุภาคก๊าซซึ่งกันและกันมีน้อยมากยกเว้นแรงที่กระทำโดยการชน อุณหภูมิเป็นปัจจัยเดียวที่ส่งผลต่อพลังงานจลน์เฉลี่ยหรือพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคก๊าซ
สมมติฐานเหล่านี้ต้องได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สมการของทฤษฎีจลน์ศาสตร์ทำงานได้ แก๊สที่ทำให้สมมติฐานทั้งหมดเหล่านี้เป็นเอนทิตีทางทฤษฎีที่ทำให้เข้าใจง่ายซึ่งรู้จักกันว่าเป็นแก๊สอุดมคติ ก๊าซจริงมักจะทำงานในทำนองเดียวกันมากพอที่จะเป็นก๊าซอุดมคติสำหรับสมการจลน์ที่มีประโยชน์ แต่ตัวแบบนั้นไม่แม่นยำอย่างสมบูรณ์
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์กำหนดความดันเมื่อแรงกระทำโดยโมเลกุลของก๊าซเมื่อชนกับผนังภาชนะ ความดันถูกคำนวณตามแรงต่อพื้นที่หรือ P = F / A แรงเป็นผลคูณของจำนวนโมเลกุลก๊าซ, N, มวลของแต่ละโมเลกุล, m, และกำลังสองของความเร็วเฉลี่ย, v 2 rms , ทั้งหมดหารด้วยความยาวสามเท่าของภาชนะบรรจุ, 3l ดังนั้นเราจึงมีสมการสำหรับแรงดังต่อไปนี้: F = Nmv 2 rms / 3l ตัวย่อ rms ย่อมาจาก Root-Mean-Square ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยของความเร็วของอนุภาคทั้งหมด
สมการของความดันคือ P = Nmv 2 rms / 3Al เนื่องจากพื้นที่คูณด้วยความยาวเท่ากับปริมาตร V สมการนี้จึงสามารถทำให้ง่ายขึ้นเป็น P = Nmv 2 rms / 3V ผลคูณของความดันและปริมาตร PV เท่ากับสองในสามของพลังงานจลน์ทั้งหมดหรือ K ซึ่งยอมให้มีการเกิดคุณสมบัติแบบมหภาคจากกล้องจุลทรรศน์
ส่วนสำคัญของทฤษฎีจลน์ศาสตร์คือพลังงานจลน์แปรผันตามสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ พลังงานจลน์เท่ากับผลคูณของอุณหภูมิสัมบูรณ์ T และค่าคงที่ Boltzman k B คูณด้วย 3/2 K = 3Tk B / 2 ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นพลังงานจลน์ก็เพิ่มขึ้นและไม่มีปัจจัยอื่นใดที่มีผลต่อพลังงานจลน์
