ГАЗДАРДЫҢ КИНЕТИКАЛЫҚ ТЕОРИЯСЫ – теориялық физиканың газдардың молекулалық құрылысының және молекулалар арасындағы өзара әсерлесудің белгілі заңы туралы түсініктер негізінде газдардың қасиеттерін статистикалық әдістермен зерттейтін саласы. Әдетте газдардың кинетикалық теориясына газдардың тек тепе-теңсіздік қасиеттерінің теориясы ғана жатады, газдардың тепе-теңдік қасиеттерінің теориясы тепе-теңдік жүйелердің статистикалық физикасы аймағына тиесілі. Газдардың кинетикалық теориясының қолданылуының негізгі нысаны (объектісі) – газдар, газ қоспалары және плазма, бірақ та плазма теориялық физиканың дербес аймағына бөлініп шыққан. Газдың қалыпты жағдайдағы тығыздығы сұйықтың тығыздығынан мың еседей кем.
Сондықтан газ молекулаларының бір-бірінен қашықтығы олардың өздерінің өлшемдерінен ондаған есе үлкен. Сол себепті газды бір-бірінен алыс орналасқан молекулалардың жиыны деп есептеуге болады. Молекулалардың өзараәсерлесу күші (бір-бірімен соқтығысқан кездегіден басқа уақытта) өте аз болғандықтан, оны ескермеуге де болады. Молекулалары еркін және ретсіз қозғалатын, әрі өзараәсерлеспейтін материалдық нүктелер ретінде қарастырылатын газ – идеал газ деп аталады. Жылулық тепе-теңдік күйінде және бөгде күш әсер етпеген жағдайда, идеал газ молекулаларының кез келген бағыттағы қозғалу ықтималдығы бірдей. Мұндай газ молекулаларының жылдамдықтары Максвеллдік үлестірілу заңымен анықталады. Бұл заң бойынша әр молекуланың ілгерілемелі қозғалысының кинетикалық энергиясы ࣟ = 1/2mv2 = 3/2kT, мұндағы m – молекуланың массасы, v – оның орташа жылдамдығы, k – Больцман тұрақтысы, Т – абсолют температура. Идеал газ молекулаларының тек кинетикалық энергиясы ғана болатындықтан, мұндай газдардың ішкі энергиясы абсолют температураға тура пропорционал болады. Бұл қатынастан температура молекулалардың кинетикалық энергиясының мөлшері ретінде анықталады. Газдардың кинетикалық теориясы бойынша оның өзі тұрған ыдыс қабырғасына түсіретін қысымы ретінде, ыдыстың бірлік ауданына уақыт бірлігі ішінде соқтығысқан молекулалардың беретін қозғалыс мөлшерінің орташа мәні алынады. Идеал газдың қысымы: p = nkT, мұндағы n – көлем бірлігіндегі молекулалар саны. Газдың бір грамм-молекуласы (құрамында Авогадро санына тең NА = 6,022045(31)·1023 молекула бар) үшін мына теңдеу: рV = RT идеал газ күйінің негізгі теңдеуі немесе Клапейрон теңдеуі деп аталады. Мұндағы V = N/n бір моль газдың көлемі, R = k·N – әмбебап газ тұрақтысы. Бұл байланыс газдардың кинетикалық теориясы тұжырымдалмай тұрып эмпирикалық жолмен анықталған. Молекулалардың өзараәсерлесуі ескерілетін нақты газдар үшін Ван-дер-Ваальс теңдеуі тура. Газ көлеміндегі әртүрлі нүктелер арасында температураның немесе қысымның айырымы (градиенті) байқалса, газдың тепе-теңдік күйі бұзылады. Бұл жағдайда физикалық шама градиентінің бағытымен масса, энергия немесе қозғалыс мөлшері тасымалданады. Бұл үрдіс (процесс) физикалық шаманың мәні бүкіл газ көлемінде теңескенге дейін өтеді. Газдардың кинетикалық теориясы бойынша диффузия құбылысы кезінде масса, жылуөткізгіштік үрдісінде энергия, ал тұтқырлық нәтижесінде қозғалыс мөлшері тасымалданады. Тасымалдау үрдістері молекулалардың еркін жолының ұзындығына (λ) тығыз байланысты. Газ көлемінің өлшемі λ-дан үлкен болса, газдың тұтқырлығы мен жылуөткізгіштігі қысымға тәуелсіз болады. Керісінше, λ көлем өлшемінен үлкен болса (сиретілген газ), газдың жылу өткізгіштігі мен тұтқырлығы қысым төмендеген сайын кемиді. 183 Заттың ерекше күйі болып саналатын плазманың қасиеттері өзіне тән кинетикалық теңдеулер арқылы сипатталады. Бұл теңдеулерде кванттық эффектілер ескерілген.