理想气体状态方程的推导

理想气体状态方程PV=nRT可以通过分子运动理论推导。气体分子不断运动，碰撞容器壁产生压力。压力与分子数量成正比，与容器体积成反比。温度升高，分子动能增加，压力相应增大。玻意耳定律指出恒温下压力与体积成反比；查理定律表明恒压下体积与温度成正比；盖-吕萨克定律显示恒容下压力与温度成正比。这三个实验定律结合阿伏伽德罗定律，最终得到PV=nRT这一综合关系式。

实际气体在高温低压下接近理想行为。氦气、氢气等轻分子气体在常温常压下偏差小。二氧化碳、水蒸气等重分子或极性气体在高压低温下偏离理想行为更明显。范德瓦尔斯方程对理想气体方程进行了修正，考虑了分子体积和分子间作用力。修正后的方程为(P+a/V²)(V-b)=RT，其中a和b是与气体种类相关的常数。这些修正使方程能更准确地描述真实气体的行为。