Идеальным называют газ, уравнение состояния которого имеет вид
, где
ν = 
– количество вещества, измеряемое числом молей;
Моль – это количество вещества, содержащее число молекул, равное постоянной Авогадро N A = 6,022.1023 моль-1.
М – Молярная масса – масса одного моля, определяемая с помощью периодической системы элементов Менделеева.
R = 8,314 Дж/(моль.К) – универсальная газовая постоянная.
Это уравнение, называемое уравнением Клапейрона, является обобщением многочисленных экспериментальных данных, полученных для разных газов при температурах и давлениях близких к так называемым нормальным условиям (Т ~ 300 К, р ~ 100 кПа).
При нормальных условиях наиболее близкими по своим свойствам к идеальному газу являются водород и гелий.
Уравнение состояния идеального газа можно преобразовать следующим образом:
, где
– концентрация газа (полное число молекул в единице объёма);
= 1,38 . 10 –23 Дж/моль – постоянная Больцмана .
В уравнении состояния идеального газа температуру Т называют абсолютной или термодинамической температурой, измеряемой в кельвинах (К – одна из основных единиц измерения в СИ, наряду с кг, м, с, моль).
По международному соглашению температурную шкалу строят по одной реперной точке, так называемой тройной точке воды – Т тр = 273,16 К. При таком значении Т тр интервал между точками плавления льда и кипения воды практически равен 100 кельвин.
В технике и быту часто пользуются шкалой Цельсия. Очень удобно, что 1 К = 1оС. Температура t по шкале Цельсия связана с температурой по шкале Кельвина равенством
t = T – 273,15.
Температуру Т = 0 называют абсолютным нулём.
При постоянном объёме V и количестве вещества ν температура Т пропорциональна давлению р идеального газа. Это означает, что если измерение температуры проводить с помощью газового термометра постоянного объёма, рабочим телом в котором является идеальный газ (идеально-газовый термометр), то такой термометр будет иметь линейную шкалу температур.
Газовый термометр постоянного объёма состоит из термометрического тела – порции газа, заключённой в сосуд (1), который с помощью трубки (4) соединён с манометром (3). Измеряемая физическая величина (термометрический признак), обеспечивающая определение температуры, - давление газа при некотором фиксированном объёме. Постоянство объёма достигается тем, что вертикальным перемещением левой трубки манометра уровень в его правой трубке доводят до опорной метки (2) и измеряют разность высот уровней жидкости в манометре. Точность измерения температуры таким термометром при учёте различных поправок может достигать 0,001 К.
Газовые термометры используют для градуировки других видов термометров (жидкостных, металлических, полупроводниковых, пирометрических, термопарных и т.д.).
