1834年 理想气体定律

罗伯特·波义耳 （Robert Boyle,1627—1691）

雅克·查尔斯 （Jacques Charles,1746—1823）

约瑟夫-路易斯·盖-吕萨克 （Joseph-Louis Gay-Lussac,1778—1850）

伯努瓦·保罗·埃米尔·克拉珀龙（Benoît Paul Émile Clapeyron,1799—1864）

图中给出了压力/体积变换的具体实验：用真空泵将装置中的空气抽出，以降低装置内的压力，棉花糖内的气泡从而急剧膨胀。

怀疑派化学家（1661年）， 阿伏伽德罗假说（1811年），麦克斯韦—玻尔兹曼分布（1877年），气相扩散法（1940年），甲烷水合物（1965年）

气体的行为与压力、体积和温度都有关系。压缩气体的体积，其压力就会上升（波义耳定律，以英国化学家罗伯特·波义耳的名字命名）。升高气体的温度，其体积就会增加（查尔斯定律，以法国物理学家雅克·查尔斯的名字命名）—如果不让气体体积增加，那么气体的压力就会上升（盖-吕萨克定律，以法国化学家约瑟夫-路易斯·盖-吕萨克的名字命名）。1834年，法国工程师和物理学家伯努瓦·保罗·埃米尔·克拉珀龙将上述关系归纳成了一个“状态方程”，并称之为“理想气体定律”，这就是每一个化学家都应烂熟如心的：PV = nRT。

其中，P代表压力，V代表体积，T代表温度，n是所讨论物质的数量（以摩尔计量）, R是理想气体常数。R的具体数值取决于方程中其他待测量的单位，但是不管单位是什么，R的含义都是将定量气体分子的温度转变成其所含的能量值。可别小瞧这个简单的数学公式，冰箱、空气压缩机、气球、天气预报等凡是涉及气体温度和压力变换的场合都要用到它。

对于这种类型的任一方程，人们可能都会提出这样的质疑：“这方程到底在多大程度上能够符合真实气体的变化规律？”应该说，理想气体定律用来描述相对高温、低压、单原子气体的行为是相对准确的，因为这种状况下气体原子的运动行为与完美的小球相类似。理想气体定律没有考虑真实气体分子之间存在的相互吸引力，也没有考虑分子间距可被压缩的程度。如果真要描述这些具体状态，那就要考虑采用更加复杂的状态方程，这些方程正是对理想气体定律所做的修正，而修正的基础就是对人们对真实气体行为的深入理解。化学和其他科学都因此不断取得进步：新的理论比旧的理论更加贴近事实，但新理论也总会有失效或者给出错误答案的时候，那么下一个新理论就会继续修正错误，待出现问题时又会被另外的新理论所代替。■