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在熱力學裏，描述理想氣體宏觀物理行為的狀態方程稱為理想氣體狀態方程（ideal gas equation of state）。理想气体定律表明，理想氣體狀態方程為
:{p} {V} = {n} {R} {T} = {N} {k} {T}
:亦可写为 \frac{pV}{T}={C}；
其中，p為理想气体的壓力，V为理想气体的体积，n為气体物质的量（通常是莫耳），R为理想气体常数，T為理想气体的热力学温度，k为波尔兹曼常数，N表示气体粒子数{{NoteTag|几个参数为：
p为理想气体的壓力，单位通常为atm或kPa；
V为理想气体的体积，单位为L或称dm3；
n为理想气体中气体物质的量，单位为mol；
R为摩尔气体常数，约为0.082 {atm}\cdot{L}\cdot{mol}^{-1}\cdot{K}^{-1}或8.314472{kPa}\cdot{dm}^3\cdot{mol}^{-1}\cdot{K}^{-1}，更多值参见理想气体常数；
T为理想气体的温度，单位为K.}}，C为对于一定质量理想气体的常数。
理想氣體方程以变量多、适用范围广而著称，對於很多種不同狀況，理想氣體狀態方程都可以正確地近似實際氣體的物理行為，包括常温常压下的空气也可以近似地适用。
理想气体定律是建立於波以耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律。最先由物理學者埃米爾·克拉佩龍於1834年提出。於1856年、魯道夫·克勞修斯於1857年分別獨立地從氣體動理論推導出理想气体定律。
应用
一定量处于平衡态的气体，其状态与壓力、V和T有关，表达这几个量之间的关系的方程称为气体的状态方程，不同的气体有不同的状态方程。但真实气体的方程通常十分复杂，而理想气体的状态方程具有非常简单的形式。
在普通狀況，像標準狀況，大多數實際氣體的物理行為近似於理想氣體。在合理容限內，很多種氣體，例如氢气、氧气、氮气、惰性氣體等等，以及有些較重氣體，例如二氧化碳，都可以被視為理想氣體。一般而言，在較高溫度，較低壓強，氣體的物理行為比較像理想氣體。這是因為，對抗分子間作用力的機械功，與粒子的動能相比，變得較不顯著；另外，分子的大小，與分子與分子之間的相隔空間相比，也變得較不顯著。
研究过程
在17和18世纪，许多科学家对低压气体经过不断地试验、观察、归纳总结，-{zh-hans:通;zh-tw:透}-过汇集许多双变量的实验定律，推導出了理想气体定律。
1787年，查理研究氧气、氮气、氢气、二氧化碳等气体及空气从0℃加热到100℃时的膨胀情况，发现在压力不太大时，任何气体的膨胀速率是一样的，而且是摄氏温度的线性函数。即某一气体在100℃中的体积为{V_{100}}，而在0℃时为{V_0}，经过实验，表明任意气体由0℃升高到100℃，体积增加37% 。数学表达式为：
\frac{V_{100}-V_0}{V_0}=0.366=\frac{100}{273}
推广到一般情况，若t℃时体积为{V_t}，代替{V_{100}}，则有：
\frac{V_t-V_0}{V_0}=\frac{t}{273}或{V_t}={V_0}\left(1+\frac{t}{273}\right)
即：恒压时，一定量气体每升高1℃，它的体积膨胀了0℃时的\frac{1}{273}。 当时查理认为是膨胀\frac{1}{267}，1847年法国化学家雷诺将其修正为\frac{1}{273.15}。
給呂薩克定律
1802年，給呂薩克在试验中发现，体积不变时，一定量的气体的压力和温度成正比，即温度每升高（或降低）1℃，其压力也随之增加（或减少）其0℃时压力的\frac{1}{273.15}。
查理-給呂薩克定律
查理-盖吕萨克定律是近1个世纪后，物理学家克劳修斯和开尔文建立了热力学第二定律，并提出了热力学温标（即绝对温标）的概念，后来，查理-盖吕萨克气体定律被表述为：压力恒定时，一定量气体的体积（V）与其温度（T）成正比。其数学表达式为：：
\begin{matrix}R=\frac{pV}{nT} & = & 8.314 Pa\cdot{m^3}\cdot{mol^{-1}}\cdot{K^{-1}} \\ \ & = & 0.0831 bar\cdot{dm^3}\cdot{mol^{-1}}\cdot{K^{-1}} \\ \ & = & 0.0821 atm\cdot{L}\cdot{mol^{-1}}\cdot{K^{-1}} \\ \ & = & 62.4 mmHg\cdot{dm^3}\cdot{mol^{-1}}\cdot{K^{-1}} \\ \ & = & 8.314 J\cdot{mol^{-1}}\cdot{K^{-1}} \\ \ & = & 1.987 cal\cdot{mol^{-1}}\cdot{K^{-1}} \end{matrix}
使用到该方程的定律
阿伏伽德罗定律
阿伏伽德罗定律是亞佛加厥假說在19世纪末由气体分子运动论给予理论证明后才成为定律。它被表述为：在相同的温度与相同的压力下，相同体积的气体所含物质的量相同。
其中与理想气体状态方程不同的几个参数为：
- a' 为度量分子间引力的唯象参数
- b' 为单个分子本身包含的体积
- v 为每个分子平均占有的空间大小（即气体的体积除以总分子数量）
- k 为波茲曼常數
而更常用的形式为:\left(p + a \frac{n^2}{V^2}\right)\left(V-nb\right) = nRT
其中几个参数为：
- V 为总体积
- a 为度量分子间引力的参数a=N_A^2 a'
- b 为1摩尔分子本身包含的体积之和b=N_A b'
- N_A为亞佛加厥常数。
a和b都是常数，叫做范德瓦耳斯常数，其中a用于校正压力，b用于修正体积。
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一般参考
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外部链接
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