Gas perfetto, detto anche gas ideale, un gas che è conforme, nel comportamento fisico, a una particolare relazione idealizzata tra pressione, volume e temperatura chiamata legge generale dei gas. Questa legge è una generalizzazione che contiene sia la legge di Boyle che la legge di Charles come casi speciali e afferma che per una determinata quantità di gas, il prodotto del volume v e della pressione p è proporzionale alla temperatura assoluta t; cioè, in forma di equazione, pv = kt, in cui k è una costante. Una tale relazione per una sostanza è chiamata equazione di stato ed è sufficiente a descrivere il suo comportamento grossolano.
La legge generale dei gas può essere derivata dalla teoria cinetica dei gas e si basa sul presupposto che (1) il gas consiste di un gran numero di molecole, che sono in moto casuale e obbediscono alle leggi del moto di Newton; (2) il volume delle molecole è trascurabilmente piccolo rispetto al volume occupato dal gas; e (3) nessuna forza agisce sulle molecole tranne che durante le collisioni elastiche di durata trascurabile.
Anche se nessun gas ha queste proprietà, il comportamento dei gas reali è descritto abbastanza da vicino dalla legge generale dei gas a temperature sufficientemente alte e basse pressioni, quando le distanze relativamente grandi tra le molecole e le loro alte velocità superano qualsiasi interazione. Un gas non obbedisce all’equazione quando le condizioni sono tali che il gas, o uno qualsiasi dei gas componenti di una miscela, è vicino al suo punto di condensazione, la temperatura alla quale si liquefa.
La legge generale dei gas può essere scritta in una forma applicabile a qualsiasi gas, secondo la legge di Avogadro, se la costante che specifica la quantità di gas è espressa in termini di numero di molecole di gas. Questo viene fatto usando come unità di massa il grammo-mole, cioè il peso molecolare espresso in grammi. L’equazione di stato di n grammo-mole di un gas perfetto può quindi essere scritta come pv/t = nR, in cui R è chiamata la costante universale dei gas. Questa costante è stata misurata per vari gas in condizioni quasi ideali di alte temperature e basse pressioni, e si è scoperto che ha lo stesso valore per tutti i gas: R = 8,314472 joule per mole-kelvin.
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