אנרגיה קינטית היא זואנרגיה, אשר נקבעת על ידי מהירות התנועה של נקודות שונות השייכות למערכת זו. במקרה זה, יש צורך להבחין בין האנרגיה המאפיינת את התנועה translational ואת התנועה הסיבובית. במקרה זה, האנרגיה הקינטית הממוצעת היא ההפרש הממוצע בין האנרגיה הכוללת של המערכת כולה לבין האנרגיה הנותרת שלה, כלומר, הערך שלה הוא הערך הממוצע של האנרגיה הפוטנציאלית.
הערך הפיזי שלה נקבע על ידי הנוסחה 3/ 2 кТ, שבו מסומנים: T - טמפרטורה, k - קבוע בולצמן. ערך זה יכול לשמש סוג של קריטריון השוואה (התייחסות) עבור האנרגיות הכלולות סוגים שונים של תנועה תרמית. לדוגמה, האנרגיה הקינטית הממוצעת למולקולות גז בחקר התנועה המתורגמת היא 17 (- 10) nJ בטמפרטורת גז של 500 ג '. ככלל, לאלקטרונים יש את האנרגיה הגבוהה ביותר בתנועה טרנסלציונית, אך האנרגיה של אטומים ויונים ניטרליים נמוכה הרבה יותר.
ערך זה, אם ניקח בחשבון כל פתרון, גז או נוזלים כי הוא נתון בטמפרטורה נתון, יש ערך קבוע. אמירה זו נכונה לגבי פתרונות קולואידים.
המצב שונה במקצת עם מוצקחומרים. בחומרים אלה, האנרגיה הקינטית הממוצעת של כל חלקיק קטנה מכדי להתגבר על כוחות המשיכה המולקולרית, ולכן היא יכולה לנוע רק בנקודה מסוימת, אשר מותנית בתנאים מסוימים במצב שיווי משקל מסוים של החלקיקים לאורך זמן רב. תכונה זו מאפשרת מוצק להיות יציב למדי בצורת ונפח.
אם ניקח בחשבון את התנאים:תנועה טרנסלציונית וגז אידיאלי, אז כאן האנרגיה הקינטית הממוצעת אינה כמות התלויה במשקל המולקולרי, ולכן היא מוגדרת כערך שמיד ביחס לערך הטמפרטורה המוחלטת.
עשינו את כל השיפוטים האלה במטרהמראים שהם תקפים לכל סוגי מצבי החומר המצטברים - בכל אחד מהם הטמפרטורה משמשת כמאפיין העיקרי המשקף את הדינמיקה והעוצמה של התנועה התרמית של היסודות. וזוהי המהות של התיאוריה הקינטית המולקולרית ותוכן הרעיון של שיווי משקל תרמי.
כידוע, אם מגיעים שני גופים פיזייםלאינטראקציה זה עם זה, ואז מתרחש תהליך העברת חום ביניהם. אם הגוף הוא מערכת סגורה, כלומר, הוא אינו מקיים אינטראקציה עם אף גופה, הרי שתהליך חילופי החום שלו יימשך כל זמן שיידרש להשוואת הטמפרטורות של גוף זה והסביבה. מצב זה נקרא שיווי משקל תרמודינמי. מסקנה זו אושרה שוב ושוב על ידי תוצאות הניסויים. כדי לקבוע את האנרגיה הקינטית הממוצעת, יש להתייחס למאפייני הטמפרטורה של גוף נתון ותכונות העברת החום שלו.
חשוב גם לקחת בחשבון שמיקרו-תהליכים בפניםגופים אינם מסתיימים כאשר הגוף נכנס לשיווי משקל תרמודינמי. במצב זה, מולקולות נעות בתוך גופים, משנות את מהירותן, השפעותיהן והתנגשויותיהן. לכן, רק אחת ממספר ההצהרות שלנו מתקיימת - נפח הגוף, הלחץ (אם אנחנו מדברים על גז) עשויים להיות שונים, אך הטמפרטורה עדיין תישאר קבועה. זה מאשש שוב את ההצהרה כי האנרגיה הקינטית הממוצעת של תנועה תרמית במערכות מבודדות נקבעת אך ורק על ידי מדד הטמפרטורה.
דפוס זה נקבע במהלך ניסויים על ידי ג'יי.צ'ארלס בשנת 1787. בביצוע ניסויים, הבחין כי כאשר מחממים גופים (גזים) באותה הכמות, לחץם משתנה בהתאם לחוק פרופורציונלי ישיר. תצפית זו אפשרה ליצור מכשירים ודברים שימושיים רבים, בפרט - מדחום גז.
