onderdeel van de statistische mechanica dat zich toelegt op de berekening van macroscopische (thermodynamische) eigenschappen van klassieke gassen. De kinetische gastheorie maakt de extra aannamen dat het te beschouwen systeem (gas) klassiek kan worden behandeld, d.w.z. dat quantummechanische correcties niet nodig zijn, en bestaat uit identieke en nagenoeg onafhankelijke deeltjes.
In de kinetische gastheorie neemt men verder aan dat alle macroscopische eigenschappen van een systeem op een tijdstip t berekend kunnen worden als de waarschijnlijkheid f (r, v, t) bekend is om op het tijdstip t een molecule van het systeem op de plaats r met een snelheid v aan te treffen. Een iets minder geïdealiseerde situatie verkrijgt men als in plaats van de eendeeltjesverdelingsfunctie f (r, v, t), de zgn. tweedeeltjesverdelingsfuncties g (rh r1, r2 v1, v2) worden beschouwd. Deze worden gebruikt als er nog merkbare wisselwerking bestaat tussen de moleculen van het systeem (b.v. bij vloeistoffen).De kinetische gastheorie kan omschreven worden als een verzameling methoden om de verdelingsfunctie f of g te berekenen en vervolgens daarmee de macroscopische grootheden van het te beschouwen systeem te bepalen. Eerst wordt een (differentiaalvergelijking opgesteld (de Boltzmann-transportvergelijking) voor de verdelingsfunctie die dan met behulp van de beginvoorwaarden moet worden opgelost. In de meeste situaties is dit een zeer gecompliceerde mathematische opgave. In veel gevallen volstaat men daarom met het berekenen van evenwichtssituaties. De beperking tot evenwichtssituaties geeft zeer grote vereenvoudigingen; er moeten echter wel extra aannamen gemaakt worden, die eigenlijk alleen met de niet-evenwichtsoplossingen beargumenteerd kunnen worden.
Zo gaat men ervan uit dat de evenwichtsverdeling f(r, v, t) = f0(r, v) de meest waarschijnlijke verdeling is. Zonder uitwendige krachten en bij een constante totale energie kan men f0(r, v) berekenen. Zo vindt men voor het aantal deeltjes dN(v) met een snelheid tussen v en v + dv dN(v) = 4𝜋v2f0(v)dv, waarbij dN9v)/dv = 4𝜋v2n (m/(2𝜋kT))3/2 exp (mv2)/2kT)) de Maxwell-Boltzmann-verdeling is.
Hier is m de massa van een molecule van het beschouwde gas, k de constante van Boltzmann = 1,380 10-23JK-I, en T de absolute temperatuur. Een resultaat dat men met het bovenstaande kan af leiden is de betrekking ek =3/2 kT tussen de gastemperatuur T en de gemiddelde kinetische energie ek van de statistisch ongeordend volgens de verdeling f0(v) bewegende deeltjes. De temperatuur is dus een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de moleculen.
De druk P op een wand is het totaal door de op de wand botsende deeltjes daaraan overgedragen hoeveelheid impuls P = 2/3 ek, waarbij n het aantal moleculen per volume-eenheid is.
