物質的聚集狀態
人類那一生存的世界，是一個由大量分子原子等微觀粒子聚集而成的物質世界。在通常情況下，物質的聚集狀態為氣體，液體和固體。分別用符號g.l.s表示。其中氣體是物理化學研究的重要物質對象之一。而且在研究液體和固體所服從的規律時，也往往藉助於它們與氣體的關係進行研究。因此氣體在物理化學中佔有重要地位。
氣體有各種各樣的性質。對一定量的純氣體壓力，溫度和體積是三個最基本的性質。對於氣體混合物基本性質還應包括組成。這些基本性質可以直接測定，常作為控制化工過程的主要指標和研究其他性質的基礎。
由於分子的熱運動，氣體分子不斷地與容器壁碰撞對器壁產生作用力。單位面積器壁上所受的力稱為壓力，用符號p表示。壓力是大量氣體分子和器壁碰撞的宏觀表現。其法定計量單位是pa,以前人們習慣用atm(大氣壓）作壓力單位，atm＝101.325pa.
氣體的體積及他們所佔空間的大小，用符號v表示。由於氣體能充滿整個容器，所以氣體的體積就是氣體容器的容積，單位是m3(立方米)。
氣體的溫度是定量反應氣體冷熱程度的物理量。
實踐和理論都告訴我們在平衡狀態下對氣體物質。p.v.t.n必滿足某種關係。即f(p.v.n.t)＝0.描述這種關係的方程稱為氣體的狀態方程。如果知道了狀態方程，則 p，v，t，n四個量中只要測定其中任意三個，第四個便可以通過計算而得到。
理想氣體的狀態方程與微觀模型。
在17世紀中期人們就開始尋找氣體狀態方程。通過大量實驗歸納出各種低壓氣體都服從同一個狀態方程。
Pv＝nRT （1）
式中R稱為摩爾氣體常數。其值等於8.314JK-1mol-1,且與氣體種類無關。
實驗證明氣體的壓力越低就越符合這個關係式，我們把在任何溫度及任何壓力下都能嚴格服從式（1）的氣體定義為理想氣體。把式子（1）稱為理想氣體狀態方程。
人們還定義Vmdef＝V/n,Vm稱為摩爾體積。單位是m3mol-1，氣體的物質的量n又可改寫成氣體的質量m與它的摩爾質量.M之比，（m/M）所以理想氣體狀態方程又常採用下列兩種形式。
pVm＝RT (2)
PV＝(m/M)RT (3)
需要說明的是理想氣體實際上並不存在。它只是一種科學的抽象。或者說理想氣體狀態方程只是真實氣體在p＝0時的極限情況，但是引入理想氣體的概念是有用的。因為理想氣體的行為代表了各種氣體在低壓下的共性。另外。按照理想氣體處理許多物理化學問題時所導出的關係式，只要適當地加以修正，便可用於任何真實氣體。也就是說理想氣體模型的建立。為人們研究形形色色的真實氣體奠定了基礎。
理想氣體狀態方程十分有用。用它可以進行許多低壓下氣體的計算。再有了必要的實驗數據之後，除了可計算氣體的p ，v，t，n外，還可以用來求算氣體的體積質量ρ，相對分子質量M等。
某廠氫氣櫃的設計容積為2.00×10^3m^3,設計容許壓力為5.00×10^3kpa,設氫氣為理想氣體,問氣櫃在298.15K時最多可裝多少氫氣？
解 n＝pV/RT＝5.00×10^6pa×2.00×10^3m^3/8.314JK-1mol-1×298.15K＝4.034×10^6mol
H2的摩爾質量M(H2)＝2.016×10-3kgmol-1所以
m＝nM(H2)＝4.034×10^6mol×2.016×10^-3kgmol-1
＝8.133×10^3kg
為了科學研究和工程的需要，往往把氣體在低壓狀態的狀況設定為一個理想的模型。以此作為研究的基礎。在很多實踐當中，這種狀況。得到了認可。