Κινητική θεωρία

Σύμφωνα με την κινητική θεωρία, η θερμική ενέργεια ενός συστήματος είναι το άθροισμα της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων που το αποτελούν. Συνεπώς η θερμοκρασία ενός σώματος εκφράζει το μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων που το απαρτίζουν. Όταν ένα σύστημα προσλαμβάνει θερμότητα, ουσιαστικά προσλαμβάνει ενέργεια και τα σωματίδιά του κινούνται ταχύτερα, οπότε η θερμοκρασία του ανεβαίνει.

Η μεγάλη αξία της κινητικής θεωρίας έγκειται στο γεγονός πως κατάφερε να ερμηνεύσεις τους Νόμους των αερίων, οι οποίοι είχαν διατυπωθεί από πειραματικά δεδομένα έναν και πλέον αιώνα νωρίτερα. Αρχικά έδωσε απαντήσεις για το μοντέλο που αποκαλούμε "ιδανικό αέριο" και συνεχίζει με πιο περίπλοκα μοντέλα της ύλης, εκμεταλλευόμενη την ισχύ που διαθέτουμε με τα σημερινά υπολογιστικά συστήματα.

Η γενική συνάρτηση της πυκνότητας πιθανότητας σε ένα σύστημα θερμοκρασίας Τ εκφράζει το πλήθος ${\displaystyle dn}$  σωματίδια να έχουν ταχύτητες στο διάστημα ${\displaystyle [v,\,v+dv]}$  ως: ${\displaystyle dn=f(v)dv}$  όπου η αντίστοιχη συνάρτηση πιθανότητας είναι:

${\displaystyle f(v)={\sqrt {\left({\frac {m}{2\pi kT}}\right)^{3}}}\,4\pi v^{2}\,\exp \left(-{\frac {mv^{2}}{2kT}}\right)}$ 

Ο σημερινός της ορισμός προϋποθέτει ικανό στατιστικό υπόβαθρο αλλά μια απλούστερη και πιο κατανοητή παρουσίαση μπορεί να βρει κανείς σε πρωτότυπες εργασίες του Maxwell^[1], οι οποίες διατυπώθηκαν για πρώτη φορά το 1859, χρησιμοποιώντας απλή άλγεβρα και στοιχειώδη γεωμετρικά επιχειρήματα.

• Στατιστική μηχανική

• "The Maxwell Speed Distribution" from The Wolfram Demonstrations Project at Mathworld.