Κινητική θεωρία των αερίων

Εάν μια ποσότητα μίγματος αερίων, πχ., Ο2, CO2, Ν2, τοποθετηθεί σ΄ένα περιέκτη, το μίγμα εκτείνεται, ώστε να καταλάβει ολόκληρο τον διαθέσιμο όγκο στον περιέκτη, κατά τρόπο, ώστε, η συγκέντρωση, η μερική πίεση και η σύνθεση του μίγματος να είναι  η αυτή, σε κάθε περιοχή του περιέκτη. Κατά την κινητική θεωρία, τα μόρια των αερίων συνιστούν διακριτά σωματίδια, με ιδανική ελαστι­κό­τη­τα, ο αριθμός των οποίων παραμένει σταθερός (νόμος Avocadro), υπό σταθε­ρές συνθήκες  θερμοκρασίας και πιέσεως. Τα μόρια των αερίων ευρίσκο­νται σε μια κατάσταση ακατάπαυστης και τυχαίας  κινητικότητας, υπό υψηλή ταχύτητα, υπό μετρητή κινητική ενέργεια (1/2 •m•v2), στην οποία οφείλεται η κατάληψη ολό­κληρου του όγκου του περιέκτη. Σε συνθήκες σταθερής θερμοκρασίας, όλα τα αέρια έχουν την ίδια κινητική ενέργεια. Τα μόρια του αερίου συγκρούονται, διαρ­κώς, μεταξύ τους και επί των εσωτερικών τοιχωμάτων του περιέκτη, χωρίς απώ­λεια της κινητικής τους ενέργειας∙ θεωρούμενα, για το λόγο αυτό, ιδανικά ελα­στι­κά σώματα. Υπό χαμηλές πιέσεις, η απόσταση μεταξύ των μορίων τους είναι πο­λύ μεγάλη, συγκριτικά με το μέγεθος τους, ενώ η δύνα­μη έλξεως μεταξύ τους εί­ναι είναι σχεδόν αμελητέα. Επομένως, τα μόρια των αερίων, ασκούν πιέσεις, το ένα επί του άλλου, μόνο κατά τη στιγμή της συγκρούσεώς τους. H πίεση (δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας) που ασκεί κάθε αέριο είναι το άθροισμα των αναρίθμη­των συγκρούσεων  των μορίων του αερίου, επί των τοιχωμάτων του περιέκτη τους& το μέτρο της πιέσεως εξαρτάται από την κινητική ενέργεια του αερίου και τη συγ­κέντρωση των μορίων του. Εφ΄ όσον η κινητική ενέργεια είναι σταθερή, για σταθερή θερμοκρασία, αέρια υπό σταθερή συγκέντρωση, ευρίσκονται υπό  σταθερή πίεση.

Αν και η κινητική θεωρία των αερίων αποτελεί υπεραπλούστευση των φυσικών ιδιοτήτων των πραγματικών αερίων, εξυπηρετεί τις ανάγκες που προκύπτουν, προ­κει­μένου να μελετηθεί η συμπεριφορά των αερίων στις συνθήκες των σχετικά υψηλών θερμοκρασιών, χαμηλών πιέσεων, μικρών ταχυτήτων, που αναγνωρί­ζο­νται στις διατάξεις των φαινομένων που μελετώνται στη φυσιολογία της αναπνο­ής.