典统计力学里，同质性理想气体每个原子每一自由度具有 formula_12 。单原子理想气体每个原子具有3个自由度，对应于三个空间方向，所以每个原子的热能为 "1.5kT" 。如同热容量文章里提到的，非常接近实验值。热能可用以计算原子的方均根速度，反比于原子量（原子质量）的平方根。室温下的方均根速度范围约从氦的 1370 m/s ，到氙的 240 m/s 之间。对于分子气体则更复杂；例如双原子气体每分子约有5个自由度。上述结果是从理想气体状态方程中推出的。理想气体状态方程：
熵