Газ с настолько низкой плотностью, что столкновения молекул редки, что делает неприменимыми предположения о сплошной среде.Разреженный газ — это газ с настолько низкой плотностью, что среднее расстояние между молекулами велико по сравнению с характерным масштабом системы, что делает столкновения молекул редкими. В этом режиме приближение сплошной среды, используемое в гидродинамике и рассматривающее газ как гладкую непрерывную среду, перестаёт работать. Вместо этого газ ведёт себя как совокупность отдельных частиц, и важными становятся такие явления, как скольжение потока, термотранспирация и неравновесные распределения скоростей.
Ключевым параметром является число Кнудсена — отношение средней длины свободного пробега молекул к характерному масштабу длины. Когда это число велико, молекулы движутся баллистически между поверхностями, и их взаимодействия определяются столкновениями с границами, а не друг с другом. Для точного моделирования таких систем требуется кинетическая теория или метод прямого статистического моделирования Монте-Карло, а не уравнения Навье-Стокса.
Динамика разреженных газов необходима для проектирования вакуумных систем, микроэлектромеханических устройств (МЭМС), высотных самолётов и космических аппаратов при входе в атмосферу, а также для понимания планетарных атмосфер на больших высотах.
В разреженном газе температура может быть разной в разных направлениях — это явление известно как «тепловая неравновесность», что невозможно в плотном газе.
