По-русски это значит следующее. Чем быстрее движутся молекулы газа, тем сильнее он давит на стенки сосуда, в котором находится. И чем больше число этих молекул, тоже тем сильнее он давит. Масса на скорость в квадрате пополам - это кинетическая энергия. Почему ещё умножить на 2/3? Сложный вопрос. Говорят, это получилось из экспериментов. Вместе с тем, эта дробь ещё зависит от того, из скольких атомов состоит молекула. Потому что когда он один - атом может дрыгать ногами аж в 6 направлениях, и всё это надо учесть; когда атомов два, они связаны, и дрыгать ногами могут уже в меньшем количестве направлений. В школе, к счастью, таких вещей не касаются. По крайней мере, без углублённого изучения физики. 2/3 используют, если в молекуле газа два атома (у большинства газов именно так).

С другой стороны, ну и что даёт эта формула? Концентрация - бог с ней, ещё как-то померить можно. А энергия? Джоульметр пока ещё никто не придумал и придумывать не собирается. Почему? Потому, что энергию молекул можно легко связать с их температурой. А именно: E = 3*k*T/2. Опять-таки, 3/2 - это если в молекуле два атома. E - энергия, T - температура, k называется постоянной Больцмана - по имени ещё одного физика. Она просто связывает энергию с температурой - данный товарищ обнаружил, что одно от другого отличается умножением на одно и то же число. И здесь есть ещё одна закавыка. Если температура ноль градусов, энергия тоже ноль получится? А если минусовая?..

Тут придётся чуть-чуть уйти в сторону. С измерением температуры примерно та же история, что с молями и метрами. Было несколько человек, каждый из которых решил мерить температуру по-своему. У нас чаще всего используют градусы Цельсия, в Америке - градусы Фаренгейта, есть ещё градусы Реомюра и Кельвина. Дак вот, две самые употребляемые из них - Цельсий и Кельвин. Отличие у них только в одном: Кельвин - это тот же Цельсий, только отодвинут на некое количество градусов вперёд. Да не на абы какое. Как принято считать, молекулы всё время двигаются - и чем ниже температура, тем медленнее они двигаются. Логичный вопрос: а ведь есть температура, при которой они должны вообще остановиться навсегда? Ответ: да, такая есть. Кучей экспериментов эту температуру пытались определить и пытались достичь, и получилось следующее: в градусах Цельсия это чуточку ниже -273 градусов, а именно - -273.15. Но вот получить ровно-ровно минус 273.15000... не получалось никак, хоть убей. Было и -273.149, и -273.1499, и -273.14999... Но девятки в бесконечное число обращаться не хотели вообще никак. В итоге народ принял как должное то, что такую температуру достичь нельзя в принципе. Если сообразить головой, то что-то, остужённое до абсолютного нуля (именно так назвали эту температуру), будет автоматически нагреваться от всего окружающего. То есть единственный способ достичь абсолютного нуля - остудить до него вообще всё. В самом глобальном смысле. Я не могу себе это представить при всём богатстве фантазии.

Дак вот, к чему весь этот длинный разговор. Именно этот абсолютный нуль и служит точкой отсчёта для шкалы Кельвина. И, к счастью, это её единственное отличие от нашей привычной шкалы Цельсия - чтобы перевести одну в другую, нужно просто прибавить к "цельсиям" 273 градуса. То есть 20 градусов по Цельсию - это 293 кельвина (кельвин употребляем без "градуса"). И именно температуру в кельвинах уже можно переводить в энергию при помощи этой постоянной Больцмана, ради которой я так всё подробно тут и разжёвываю. Итого k = 1.38*10^-23 Дж/К. То есть 1 молекула температурой в 300 К (27 градусов Цельсия) имеет в себе энергию в 4.14*10^-20 Дж. Маловато, да. Но этих молекул столько, что вместе они способны набирать и джоули, и килоджоули (1000 Дж) энергии!

Для особо любопытных: шкала Фаренгейта отличается от Цельсия тем, что ноль по Фаренгейту - это температура замерзания водной смеси нашатырного спирта (это около -18 по Цельсию), а 100 градусов - это нормальная температура человеческого тела, которую тот мерил засовыванием градусника в рот, а не под мышку - в результате "здоровые" 36.6 по Цельсию равны 97.9 по Фаренгейту, а не 100 ровно. Но при этом есть аж три других любопытных факта: точки 0 и 100 по Цельсию - температура замерзания и кипения воды - делятся на 100 частей у Цельсия и на 180 у Фаренгейта; температуру можно перевести из одной шкалы в другую по специальной формуле; наконец, есть одна температура, значение которой совпадает для обеих шкал: это -40 градусов. Вредное домашнее задание: проверить это, используя формулу перевода из Цельсия в Фаренгейт: температуру умножить на 9/5, после чего прибавить 32. У Реомюра использовался тоже спирт, но ещё мутнее: при повышении температуры на 10 градусов Реомюра смесь воды со спиртом расширялась на 1%. Посчитали, что 80 градусов Реомюра равны 100 градусам Цельсия. Много кто ещё выдумывал свои шкалы, но народ не то ратовал за здоровый образ жизни, не то тупо хотел быть проще, но почти все в итоге остановились на воде - то бишь на градусах Цельсия.

Вкратце и поумнее: основное уравнение МКТ: p = 2n*E/3, где p - давление идеального газа, n - концентрация его молекул, E - средняя кинетическая энергия его молекул. Связь между энергией и температурой устанавливает соотношение E = 3k*T/2, где T - температура по абсолютной температурной шкале Кельвина, k - постоянная Больцмана (1.38*10^-23 Дж/К). Абсолютная температурная шкала - шкала, за ноль которой принят абсолютный нуль температуры. Абсолютный нуль - температура, при которой останавливается движение молекул. Приближённо равна -273.15 градусов по Цельсию, на практике недостижима. Перевод температуры из градусов Цельсия в Кельвины - к температуре в градусах Цельсия необходимо прибавить 273.

Ну что же, чисто молекулярная физика уже начинает потихоньку махать ручкой на прощание, а мы так же потихоньку переползаем в сторону термодинамики. Именно потихоньку, потому что сейчас грянет то ужасное уравнение, которым также обожают компостировать мозги на уроках в школе. К сожалению, это оправдано - при его помощи можно посчитать достаточно много. Его вывели товарищ Менделеев (да-да, тот самый, которому таблица приснилась) и некто Клапейрон, причём чисто экспериментальным путём, опять без всякой математики. В двух словах, о чём оно. У любого газа есть какие-то параметры, которые могут меняться. Основных три: это его давление, объём и температура. Дык вот, это самое уравнение устанавливает связь между всеми тремя: зная, как меняется одно и при каких условиях, можно предсказать, как будут (или не будут) меняться остальные два. Связь такая: p*V = m*R*T/M. Буквы означают: p - давление газа, V - его объём, m - масса газа, T - температура, M - молярная масса, R - универсальная газовая постоянная, которая всего лишь равна k*Na. Чуть подробнее о последних двух.

Молярная масса - это то, что написано в таблице Менделеева под буквой (или буквами), обозначающими химический элемент, о котором идёт речь. Ну, например, если речь идёт о гелии, которым детские воздушные шарики надувают - у него молярная масса равна 4 граммам на моль. То есть это связь между количеством вещества и его массой - ясен барабан, что 1 моль воды будет всяко легче 1 моля ртути. Чтобы знать, насколько, эту штуку и посчитали, а так как для каждого вещества она всегда одна и та же, её и запихнули в таблицу Менделеева. (Воздух - исключение, поскольку это смесь газов, в таблице Менделеева его нет. Тем не менее, его молярная масса тоже хорошо известна, она равна 29 г/моль). Иногда, чтобы не мучаться с дробью m/M, вместо неё пишут ню - количество вещества. Но количество так просто не посчитаешь, в отличие от массы. А универсальная газовая постоянная - это при выводе формулы (если выводить уже по-умному, по-строгому, со всей математикой из основного уравнения МКТ - такое можно сделать, как оказалось) можно увидеть, что в какой-то момент нужно перемножить число Авогадро и постоянную Больцмана. Ясен пень, что получится тоже какое-то не меняющееся число, да ещё и без этих жутких степеней, да ещё и для каждого газа она одинакова! И всё бы хорошо, да только размерность кривая стала: R = 8.31 Дж/(моль*К). Но всё-таки это легче, чем 6.03, 10 в плюс 23-ей, 10 в минус 23-ей, 1.38...