En artículos anteriores, se vieron tres leyes que evalúan el comportamiento de los gases:
Ley de Boyle: V= k1/P (a n y constantes)
Ley de Charles: V= k2 * T (a n y P constantes)
Ley de Avogadro: V= k3 * n (a P y T constantes)
Es posible combinar las tres expresiones a una sola ecuación para evaluar el comportamiento de los gases:
PV= nRT
donde R, se denomina constante de los gases. La ecuación anterior, conocida como ecuación del gas ideal, explica la relación entre las cuatro variables P, T, V y n. Un gas ideal, es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente por la ecuación del gas ideal. Las moléculas de un gas ideal no se atraen o se repelen entre sí, y su volumen es despreciable en comparación con el volumen del recipiente que lo contiene. Aunque en la naturaleza no existe un gas ideal, las discrepancias en el comportamiento de los gases reales en márgenes razonables de temperatura y presión no alteran los cálculos.
La constante se calcula para condiciones estándar de presión y temperatura, 1 atm y 0°C, y se considera que para estas condiciones 1 mol del gas ocupa un volumen de 22,414 L. Para estas condiciones R toma el valor de 0,082057 L atm/K mol.
La ecuación del gas ideal es útil para resolver problemas que no implican cambios en P, V, T y n de una muestra de gas. Sin embargo cuando se trabaja con cambios de presión, volumen, temperatura o cantidad del gas debe aplicarse la ecuación como sigue:
P1*V1/n1*T1= R= P2 * V2/ n2*T2
De esta manera puede determinar las condiciones del gas, frente a un cambio de una variable.