4.

Energia cinetica media

Se si applica la legge di distribuzione per calcolare l’energia cinetica media delle particelle del gas, si trova un risultato assai interessante: l’energia cinetica dipende solo dalla temperatura di equilibrio T, espressa in gradi Kelvin, secondo la relazione:

E_c = 3/2 kT

dove k è la costante di Boltzmann e T la temperatura assoluta. La relazione fornisce un’interpretazione microscopica della temperatura, che può essere considerata una misura della velocità dei moti delle molecole del gas: maggiore è la velocità delle particelle (più precisamente, il quadrato delle velocità, e quindi l’energia cinetica), maggiore è la temperatura del gas. Quando la temperatura è nulla, le molecole del gas sono teoricamente immobili (in realtà lo zero assoluto non è mai stato raggiunto e rappresenta soltanto un limite ideale).

La teoria permette anche di spiegare il significato di altre grandezze caratteristiche di un sistema termodinamico. Così, ad esempio, la pressione risulta un effetto degli urti delle molecole contro le pareti del recipiente: una variazione della quantità di moto delle particelle produce una variazione nella pressione del gas.