Théorie cinétique des gaz, théorie basée sur une description moléculaire ou particulaire simplifiée d’un gaz, à partir de laquelle de nombreuses propriétés brutes du gaz peuvent être dérivées.
Le scientifique britannique James Clerk Maxwell et le physicien autrichien Ludwig Boltzmann, au 19ème siècle, ont conduit à l’établissement de la théorie, qui est devenue l’un des concepts les plus importants de la science moderne.,
Le modèle cinétique le plus simple est basé sur les hypothèses suivantes: (1) le gaz est composé d’un grand nombre de molécules identiques se déplaçant dans des directions aléatoires, séparées par des distances qui sont grandes par rapport à leur taille; (2) les molécules subissent des collisions parfaitement élastiques (pas de perte d’énergie) les unes avec les autres et avec les parois du récipient, mais sinon n’interagissent pas; et (3) le transfert d’énergie cinétique entre les molécules est de la chaleur. Ces hypothèses simplificatrices amènent les caractéristiques des gaz dans la gamme du traitement mathématique.,
Un tel modèle décrit un gaz parfait et constitue une approximation raisonnable d’un gaz réel, en particulier dans la limite de dilution extrême et de température élevée. Cette description simplifiée n’est toutefois pas suffisamment précise pour rendre compte du comportement des gaz à forte densité.
Selon la théorie cinétique, la pression sur les parois du récipient peut être quantitativement attribuée à des collisions aléatoires de molécules dont l’énergie moyenne dépend de la température du gaz., La pression du gaz peut donc être directement liée à la température et à la densité. De nombreuses autres propriétés brutes du gaz peuvent être dérivées, telles que la viscosité, la conductivité thermique et électrique, la diffusion, la capacité thermique et la mobilité. Afin d’expliquer les écarts observés par rapport au comportement des gaz parfaits, tels que la condensation, les hypothèses doivent être modifiées de manière appropriée. Ce faisant, des connaissances considérables ont été acquises sur la nature de la dynamique et des interactions moléculaires.