Kinetička energija je toenergije, koja se određuje brzinom kretanja različitih točaka koje pripadaju ovom sustavu. U ovom slučaju treba razlikovati energiju koja karakterizira translacijsko gibanje i rotacijsko gibanje. U ovom je slučaju prosječna kinetička energija prosječna razlika između ukupne energije cijelog sustava i njegove energije mirovanja, odnosno, u osnovi je njegova vrijednost prosječna potencijalna energija.
Njegova fizička vrijednost određuje se formulom 3/ 2 kT, u kojima su označene: T - temperatura, k - Boltzmannova konstanta. Ova vrijednost može poslužiti kao svojevrsni kriterij za usporedbu (standard) za energije sadržane u različitim vrstama toplinskog gibanja. Primjerice, prosječna kinetička energija za molekule plina u proučavanju translacijskog gibanja iznosi 17 (- 10) nJ pri temperaturi plina od 500 C. U pravilu, elektroni imaju najveću energiju u translacijskom kretanju, ali energija neutralnih atoma i iona je puno manja.
Ova vrijednost, ako uzmemo u obzir bilo koju otopinu, plin ili tekućinu na određenoj temperaturi, ima konstantnu vrijednost. Ova izjava vrijedi i za koloidne otopine.
S solidnom je situacija nešto drugačijatvari. U tim je tvarima prosječna kinetička energija bilo koje čestice premala da bi prevladala sile molekularne privlačnosti, pa se stoga može kretati samo oko određene točke, koja uobičajeno fiksira određeni ravnotežni položaj čestice tijekom duljeg vremenskog razdoblja. Ovo svojstvo omogućuje krutini da bude dovoljno stabilna u obliku i volumenu.
Ako uzmemo u obzir uvjete:translacijsko gibanje i idealan plin, tada ovdje prosječna kinetička energija nije veličina koja ovisi o molekularnoj težini, pa je stoga definirana kao vrijednost izravno proporcionalna vrijednosti apsolutne temperature.
Sve ove presude donijeli smo s ciljempokazuju da vrijede za sve vrste agregatnih stanja materije - u bilo kojoj temperaturi djeluje kao glavna karakteristika koja odražava dinamiku i intenzitet toplinskog kretanja elemenata. I to je bit molekularne kinetičke teorije i sadržaj pojma toplinske ravnoteže.
Kao što znate, ako dođu dva fizička tijelau međusobnu interakciju, tada se između njih događa proces prijenosa topline. Ako je tijelo zatvoreni sustav, odnosno ne komunicira ni s jednim tijelom, tada će njegov postupak izmjene topline trajati onoliko koliko je potrebno za izjednačavanje temperatura ovog tijela i okoline. To se stanje naziva termodinamička ravnoteža. Ovaj zaključak je više puta potvrđen rezultatima pokusa. Da bi se odredila prosječna kinetička energija, treba se osvrnuti na karakteristike temperature određenog tijela i njegova svojstva prijenosa topline.
Također je važno uzeti u obzir da mikroprocesi unutratijela ne završavaju ni kad tijelo uđe u termodinamičku ravnotežu. U tom se stanju molekule kreću unutar tijela, mijenjaju svoje brzine, udare i sudare. Stoga je ispunjena samo jedna od nekoliko naših izjava - volumen tijela, tlak (ako govorimo o plinu) mogu se razlikovati, ali temperatura će i dalje ostati konstantna. To još jednom potvrđuje tvrdnju da je prosječna kinetička energija toplinskog gibanja u izoliranim sustavima određena isključivo indeksom temperature.
Ovaj je obrazac tijekom pokusa utvrdio J.Charles 1787. godine. Tijekom provođenja pokusa primijetio je da kada se tijela (plinovi) zagriju za istu količinu, njihov se tlak mijenja u skladu s izravno proporcionalnim zakonom. Ovo opažanje omogućilo je stvaranje mnogih korisnih uređaja i stvari, posebno - plinskog termometra.
