物質は、主に固体・液体・気体の３つの形態で存在しますが、期待は分子が広い空間を移動するために、物質量あたりの体積が大きく、圧力と温度で体積が著しく変わってきます。
理想気体と実在気体
『理想気体』とは、分子間力がなく、分子の大きさをもたないとする仮想的な気体です。
一方、『実在気体』は、分子間力があり、分子が体積を持っています。
『理想気体』は、気体分子の大きさがなく、分子間相互作用もなく、したがって気体の種類による影響も全くありません。
『実在気体』は、気体の分子の大きさが存在していて、分子間相互作用があり、気体の種類による影響も異なってきます。
気体の状態方程式
『実在気体』は、気体分子が体積を持ち、分子間力があるので、気体の状態方程式が完全には成り立ちませんが、『理想気体』では、気体の状態方程式が成り立ちます。
理想気体（ideal gas）は、気体分子の体積を０、気体分子同士に分子間相互作用がないと仮定しているので、理想気体で考えると、気体の状態に関する理論的な取り扱いが簡単になります。
理想気体では、温度は分子の素s区度つまり運動エネルギーと関連づけることができ、圧力は分子が容器の壁に衝突することで生じる力と考えることができます。
ボイル・シャルルの法則とアボガドロの原理
気体の状態方程式には、ボイルの法則とシャルルの法則があります。
『ボイルの法則』とは、温度Tが一定の場合、一定量の気体の圧力Pは、その体積Vに反比例するというものです。
つまり、一定温度下で、圧縮により気体分子が動き回り空間が減るため、より品案に壁に衝突するようになるというものです。
『シャルルの法則』とは、圧力Pが一定の場合、、一定量の気体の体積Vは、その絶対温度Tに比例するというものです。
つまり、一定圧力の下、温度が上がると、気体分子の運動エネルギーが増えて、壁を押し上げるための体積が大きくなるというものです。
『アボガドロの原理』とは、同温・同圧・同体積のすべての気体は、同数の分子を含むというもので、一定温度・一定圧力下においては、気体の体積Vは、物質量ｎに比例するというものです。
理想気体の状態方程式
理想気体には、ボイルの法則、シャルルの法則、アボガドロの原理という３つの性質がありますが、これらの性質は、比例定数Ｒを用いて、『ＰＶ＝ｎＲＴ』という式にまとめることができます。
これが『理想気体の状態方程式』と呼ばれるもので、Ｒは気体定数と呼ばれ、気体の種類によらない基本物理定数になっています。
