Gaz to po prostu rozproszona próbka materii, która jest płynna i swobodnie rozszerza się, aby zająć dostępną przestrzeń. Jednak pewna liczba cząsteczek gazu zajmuje określoną objętość w określonej temperaturze i ciśnieniu. Możemy opisać zachowanie gazu przy tych parametrach za pomocą prawa gazu doskonałego, które wykorzystuje uniwersalną stałą gazową R, aby powiązać wszystkie te zmienne.
Uniwersalna stała gazowa jest równa 8,314 dżuli na mol kelwinów. Równanie to pozwala nam zrozumieć zależności stanów w układzie gazowym. Na przykład w systemie o stałej temperaturze i ciśnieniu wiemy, że dodanie większej ilości moli gazu powoduje wzrost objętości. Podobnie możemy spojrzeć na system o stałej temperaturze i molach i zobaczyć, że zmniejszenie objętości powoduje wzrost ciśnienia.
Jednym z wyzwań jest to, że prawo gazu doskonałego opisuje, że gazy zachowują się idealnie. Co przez to rozumiemy? Idealne zachowanie zakłada, że po pierwsze, same cząsteczki są nieskończenie małe i zasadniczo nie mają objętości, a odległość między cząsteczkami jest znacznie większa niż rozmiar pojedynczej cząsteczki.
Po drugie, zakładamy, że cząsteczki są w ciągłym ruchu. Wszelkie zderzenia zachodzące między
