Gaz parfait, aussi appelé gaz idéal, un gaz qui se conforme, dans son comportement physique, à une relation particulière et idéalisée entre la pression, le volume et la température appelée loi générale des gaz. Cette loi est une généralisation contenant à la fois la loi de Boyle et la loi de Charles comme cas particuliers et stipule que pour une quantité spécifiée de gaz, le produit du volume v et de la pression p est proportionnel à la température absolue t ; c’est-à-dire, sous forme d’équation, pv = kt, dans laquelle k est une constante. Une telle relation pour une substance est appelée son équation d’état et est suffisante pour décrire son comportement brut.
La loi générale des gaz peut être dérivée de la théorie cinétique des gaz et repose sur les hypothèses suivantes : (1) le gaz est constitué d’un grand nombre de molécules, qui sont en mouvement aléatoire et obéissent aux lois du mouvement de Newton ; (2) le volume des molécules est négligeable par rapport au volume occupé par le gaz ; et (3) aucune force n’agit sur les molécules, sauf lors de collisions élastiques de durée négligeable.
Bien qu’aucun gaz ne possède ces propriétés, le comportement des gaz réels est décrit assez fidèlement par la loi générale des gaz à des températures suffisamment élevées et à de faibles pressions, lorsque les distances relativement grandes entre les molécules et leurs vitesses élevées surmontent toute interaction. Un gaz n’obéit pas à l’équation lorsque les conditions sont telles que le gaz, ou l’un des gaz composants d’un mélange, est proche de son point de condensation, température à laquelle il se liquéfie.
La loi générale des gaz peut être écrite sous une forme applicable à tout gaz, selon la loi d’Avogadro, si la constante spécifiant la quantité de gaz est exprimée en termes de nombre de molécules de gaz. Pour ce faire, on utilise comme unité de masse le gramme-mole, c’est-à-dire le poids moléculaire exprimé en grammes. L’équation d’état de n grammes-moles d’un gaz parfait peut alors s’écrire comme suit : pv/t = nR, où R est appelée la constante universelle des gaz. Cette constante a été mesurée pour divers gaz dans des conditions presque idéales de hautes températures et de basses pressions, et on a constaté qu’elle avait la même valeur pour tous les gaz : R = 8,314472 joules par mole-kelvin.