理想氣體

理想氣體為假想的氣體。其假設為：

• 氣體分子本身不占有體積
• 氣體分子持續以直線運動，並且與容器器壁間發生彈性碰撞，因而對器壁施加壓力
• 氣體分子間無作用力，亦即不吸引也不排斥
• 氣體分子的平均能量與開爾文溫度成正比

其特性為：

• 理想氣體適用理想氣體狀態方程式
• 理想氣體絕不液化或固化

真實氣體在愈低壓、愈高溫的狀態，氣體分子間作用力愈小，性質愈接近理想氣體。最接近理想氣體的氣體為氦氣。

理想氣體狀態方程

主條目：理想氣體狀態方程

理想氣體狀態方程是描述理想氣體處於平衡態時的狀態方程。他建立在波以耳定律，查理定律，蓋-呂薩克定律和阿伏伽德羅定律等經驗定律上。

處於平衡態的氣體，其狀態可以用兩個獨立變數，壓強P和體積V，來描寫它的平衡態，溫度T是壓強P和體積V的函數，表達這幾個量之間的關係的方程稱之為氣體的狀態方程。不同的氣體有不同的狀態方程。這些方程通常很複雜。但在壓強很小，溫度不太高也不太低的情況下，各種氣體的行為都趨於理想氣體。理想氣體的狀態方程具有非常簡單的形式。

理想氣體狀態方程一般寫作

${\displaystyle {P}{V}={n}{R}{T}}$ 或 ${\displaystyle {P}{V}={N}{k}{T}}$

其中：

P表理想氣體的壓強，單位為標準大氣壓（atm）；

V表理想氣體的體積，單位為公升（L）；

n表理想氣體的物質的量，單位為莫耳（mol）；

R為理想氣體常數，約為0.082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹；

N表示氣體粒子總數；

k為波爾茲曼常數，k = 1.38066 x 10⁻²³ J/K = 8.617385 × 10⁻⁵ eV/K；

T表理想氣體的溫度，單位為開爾文溫度（K）。

參見

• 理想氣體狀態方程
• 亞佛加厥定律
• 波以耳定律
• 查理定律
• 蓋-呂薩克定律
• 格銳目定律
• 亨利定律
• 完全氣體

真實氣體的狀態方程參見：

• 范德瓦耳斯方程
• 昂內斯方程