Το συμπέρασμα της κινητικής θεωρίας με την ευρύτερη εφαρμογή είναι η σχέση ανάμεσα στη μέση κινητική ενέργεια των μορίων και τη θερμοκρασία:

Όσο αυξάνει η θερμοκρασία, αυξάνεται και η κινητικότητα (η μέση κινητική ενέργεια) των μορίων — και αυτό ισχύει για κάθε φάση της ύλης, όχι μόνο για τα αέρια.

• Αν αυξήσουμε τη θερμοκρασία του στερεού, οι ταλαντώσεις των μορίων του γίνονται πιο έντονες (με μεγαλύτερο πλάτος), πάντα όμως γύρω από την ίδια θέση.
• Η κινητικότητα των μορίων αυξάνει με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Θερμοκρασία ή σημείο τήξης του στερεού είναι η ορισμένη θερμοκρασία στην οποία τα μόρια του στερεού ταλαντώνονται με τόση ενέργεια ώστε να μπορούν να «ξεκολλήσουν» από τη θέση τους.

• Τα μόρια έχουν την ελευθερία να «ταξιδεύουν», με διάφορες ταχύτητες, στο χώρο που καταλαμβάνει το υγρό.
• Η ελευθερία τους δεν είναι απόλυτη όπως στα ιδανικά αέρια και η κίνησή τους δεν είναι ευθύγραμμη ομαλή.
• Παρόλα αυτά, οι ταχύτητες των μορίων στα υγρά ακολουθούν κατανομή που μοιάζει αρκετά με την κατανομή Maxwell–Boltzmann των αερίων.

Εξάτμιση είναι το φαινόμενο κατά το οποίο μόρια του υγρού, με αρκετά μεγάλη ταχύτητα, εγκαταλείπουν την υγρή φάση μόνο από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού.

Επαληθεύουν την υπόθεση της κινητικής θεωρίας:

• α. Οποιοδήποτε υγρό εξατμίζεται εντονότερα όταν η θερμοκρασία του είναι μεγαλύτερη. (Τα ρούχα στεγνώνουν γρηγορότερα το καλοκαίρι.)
• β. Όταν εξατμίζεται ένα υγρό, η θερμοκρασία του πέφτει. (Στον πυρετό βάζουμε κομπρέσες με νερό και οινόπνευμα, που εξατμίζεται γρήγορα στη θερμοκρασία του δωματίου, ώστε το υγρό να διατηρείται δροσερό.)

Καθώς τα πιο γρήγορα μόρια εγκαταλείπουν το υγρό, η μέση κινητική ενέργεια των μορίων που απομένουν μικραίνει. Σύμφωνα με τη σχέση $\overline{K} = \frac{3}{2}kT$ (που ισχύει ποιοτικά και για τα υγρά), η μείωση της μέσης κινητικής ενέργειας σημαίνει μείωση της θερμοκρασίας. Έτσι, είναι και θεωρητικά αναμενόμενο να ψύχεται το υγρό.

Θερμοκρασία ή σημείο ζέσεως είναι η θερμοκρασία στην οποία ένας πολύ μεγάλος αριθμός μορίων — από όλο τον όγκο του υγρού και όχι μόνο από την ελεύθερη επιφάνειά του — αποκτά την απαραίτητη κινητική ενέργεια για να εγκαταλείψει το υγρό. Το φαινόμενο αυτό λέγεται βρασμός.

Η εξάτμιση και ο βρασμός είναι οι δύο μορφές του φαινομένου της εξαερίωσης των υγρών.

Δυναμική ισορροπία υπάρχει όταν η ποσότητα του υγρού που εξατμίζεται είναι ίση με την ποσότητα του ατμού που υγροποιείται στον ίδιο χρόνο. Τότε η ποσότητα του υγρού και η ποσότητα του ατμού πάνω από την επιφάνειά του παραμένουν σταθερές. Αυτό ακριβώς συμβαίνει στο κλειστό μπουκάλι.

Όταν η εξάτμιση και η υγροποίηση βρίσκονται σε ισορροπία, η ποσότητα των ατμών πάνω από την επιφάνεια του υγρού είναι η μέγιστη δυνατή για τις δεδομένες συνθήκες και τον διαθέσιμο χώρο. Τότε οι ατμοί λέγονται κορεσμένοι.

Εκτός από την αύξηση της θερμοκρασίας, υπάρχει και δεύτερος τρόπος: να απομακρύνουμε συνεχώς τους ατμούς πάνω από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού, ώστε να ελαχιστοποιείται η υγροποίηση. Γι' αυτό τα απλωμένα ρούχα στεγνώνουν καλύτερα όταν κάνει ζέστη αλλά και φυσάει.

Βαθμοί ελευθερίας $f$ ενός μορίου είναι ο αριθμός των ανεξάρτητων τρόπων με τους οποίους αυτό μπορεί να κινηθεί και να αποθηκεύσει ενέργεια (μεταφορά, περιστροφή, ταλάντωση).

Η μέση ενέργεια ενός μορίου κατανέμεται ισόποσα σε καθέναν από τους βαθμούς ελευθερίας του. Σε καθένα βαθμό ελευθερίας αντιστοιχεί, κατά μέσο όρο, ενέργεια:

Επομένως, ένα μόριο με $f$ βαθμούς ελευθερίας έχει μέση ολική κινητική ενέργεια:

Κάθε μόριο έχει 3 μεταφορικούς βαθμούς ελευθερίας, που αντιστοιχούν στις κινήσεις του κατά τους τρεις άξονες $x$, $y$, $z$. Γι' αυτό η μεταφορική μέση κινητική ενέργεια κάθε μορίου είναι πάντα:

Η εσωτερική ενέργεια $U$ ενός ιδανικού αερίου με $n$ mol, του οποίου τα μόρια έχουν $f$ βαθμούς ελευθερίας, σε θερμοκρασία $T$, δίνεται από τη σχέση:

όπου $R$ η παγκόσμια σταθερά των αερίων.

Η μέση ενέργεια κάθε μορίου είναι $\overline{K} = \dfrac{f}{2}kT$.

Πλήθος μορίων: $N = n N_A$, όπου $N_A$ ο αριθμός Avogadro.

Η εσωτερική ενέργεια είναι το άθροισμα των ενεργειών όλων των μορίων:

Επειδή ισχύει $N_A \, k = R$ (όπου $k$ η σταθερά Boltzmann), προκύπτει:

Τα μόρια αποτελούνται από ένα άτομο (π.χ. He, Ne, Ar). Εκτελούν μόνο μεταφορική κίνηση, άρα έχουν $f = 3$ βαθμούς ελευθερίας.

Τα μόρια αποτελούνται από δύο άτομα (π.χ. $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{N_2}$). Εκτός από τους 3 μεταφορικούς, έχουν και 2 περιστροφικούς βαθμούς ελευθερίας (περιστροφή γύρω από δύο άξονες κάθετους στον άξονα του μορίου), άρα συνολικά $f = 5$ σε συνηθισμένες θερμοκρασίες.

Η σχέση $U = \frac{f}{2}nRT$ συνδέει ένα μακροσκοπικό μέγεθος (την εσωτερική ενέργεια $U$) με τη μικροσκοπική δομή του αερίου (τους βαθμούς ελευθερίας $f$ των μορίων του) και τη θερμοκρασία $T$. Είναι ένα ακόμη παράδειγμα του πώς η κινητική θεωρία γεφυρώνει τον μικρόκοσμο με τον μακρόκοσμο.