For gasser kan gjennomsnittshastigheten for gassmolekylene beregnes etter formelen:
\(V={\left(\frac{8RT}{\pi M}\right)}^\frac {1}{2}\)
hvor V er gjennomsnittshastigheten i ms-1, R er den molare gasskonstanten 8.3144 J mol-1K-1, T er absolutt temperatur i Kelvin, M er molekylvekten i g mol-1, π=3.1416. Det vil si at gassmolekylene gjennomsnittlig beveger seg flere hundre meter per sekund ved romtemperatur.
Hvis et objekt kan utføre arbeid så inneholder det energi. Kinetisk energi (W) til et objekt er gitt ved:
\(W=\frac {1}{2}mv^2\)
hvor m er masse og v er hastighet.
Potensiell energi kan omdannes til kinetisk energi. Eksempel er et pendelur med vektlodd som driver urverket. Kjemiske stoffer kan inneholde potensiell energi. Energien er lagret og kan frigis i en kjemisk reaksjon. Maten vi spiser har potensiell energi og omdannes til kinetisk energi i metabolismen i kroppens celler. Energi kan verken skapes eller ødelegges, den kan bare skifte form fra en form til en annen. Enheten for energi er joule (J) oppkalt etter James Joule. Energien fra objekter som beveger seg kan omdannes til varme. Varme (=termisk energi) er kinetisk energi, og temperatur er et mål på den gjennomsnittelige kinetiske energien til atomer eller molekyler.
Energimengen 1J er mengden kinetisk energi som kommer fra en masse på 2 kilo som beveger seg med hastigheten 1 meter per sekund.
\(1J=\frac{1}{2}\; 2kg\;\left(1\; ms^{-1}\right)^2= 1\;kg\; m^2 s^2\)
Den gamle måleenheten 1 kalori er lik 4.184 J. Hvis det er større energimengder vi betrakter bruker vi enheten kilojoule (kJ).
Energi avgis og mottas kontinuerlig pga. kollisjoner. Når temperaturen øker så øker ikke bare gjennomsnittlig energi per molekyl, men også den relative andelen med molekyler i høy-energidelen i den eksponentielle Boltzmannfordelingen. Boltzmannfordeling angir kinetisk energi i molekyler som funksjon av temperatur. Få molekyler har stor kinetisk energi. Sannsynligheten for at et molekyl har kinetisk energi E minsker eksponentielt når E øker. Bloltzmannfordelingen på molekylbasis
\(N\left(E\right)=n_{total} e^{\frac{-E}{kT}}\)
og på molbasis:
\(N\left(E\right)=n_{total} e^{\frac{-E}{RT}}\)
Bolzmanns faktor:
\(\frac{-E}{RT} = \frac{N\left(E\right)}{n_{total}}\)
Den universelle gasskonstanten R (energi mol-1 K-1) er lik Boltzmanns konstant lik 1.380649·10−23 joule per kelvin (J⋅K−1). multiplisert med Avogadros tall (molekyl mol-1) N, lik 6.02214076·1023 mol-1.
\(R=k \cdot N\)