Молекулярно-кинетическая теория рассматривает идеальный газ как множество частиц (молекул), расстояние между которыми намного превышает размеры самих частиц, находящихся в состоянии непрерывного хаотичного движения. Состояние идеального газа и процессы, проходящие в нем, будут определяться количеством частиц (молекул), из которых состоит газ, и их параметрами, такими как масса, диаметр, скорость, энергия и пр.

Такие параметры называются микроскопическими или микропараметрами.

Однако состояние газов можно охарактеризовать немногим числом физических величин, относящимся не к каждой молекуле, а ко всему газу в целом. Такие параметры называются макроскопическими или макропараметрами. Если состояние газа не меняется, то не меняются и эти параметры. Поэтому температуру, объем, давление и некоторые другие параметры принято называть параметрами состояния газа.

Из основного уравнения МКТ идеального газа можно получить уравнение состояния идеального газа, связывающее между собой параметры состояния p, V и T.

Соотношение

связывающее давление газа с его температурой и концентрацией молекул, может быть записано в другой форме, устанавливающей связь между макроскопическими параметрами газа — объемом V, давлением p, температурой T и количеством вещества ν. Для этого нужно использовать равенства

Здесь N — число молекул в сосуде, N_A — постоянная Авогадро, m — масса газа в сосуде, M — молярная масса газа. В итоге получим:

Произведение постоянной Авогадро N_A на постоянную Больцмана k называется универсальной газовой постоянной и обозначается буквой R. Ее численное значение в СИ есть:

Соотношение

(*)

называется уравнением состояния идеального газа.

Уравнение, устанавливающее связь между давлением, объемом и температурой газа было получено в середине XIX века французским физиком Б. Клапейроном, в форме (*) оно было впервые записано Д. И. Менделеевым. Поэтому уравнение состояния газа называется уравнением Клапейрона—Менделеева.

Рис. 1. Французский физик Б. Клапейрон (1799—1864) и русский ученый Д. И. Менделеев (1834—1907)

Следует отметить, что задолго до того, как уравнение состояния идеального газа было теоретически получено на основе молекулярно-кинетической модели, закономерности поведения газов в различных условиях были хорошо изучены экспериментально. Поэтому уравнение Клапейрона—Менделеева можно рассматривать как обобщение опытных фактов, которые находят объяснение в молекулярно-кинетической теории.