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On nomme gaz parfait un gaz régi par les lois suivantes :
Ces trois lois sont synthétisées par l'équation des gaz parfaits :
où
Les gaz parfaits font l'objet d'une théorie dite théorie cinétique expliquant les lois physiques qui les régissent ; on considère que le gaz parfait est un ensemble de molécules (monoatomiques ou non) dont le volume total est négligeable devant le volume occupé par le gaz et dont les interactions ne sont pas directement prises en compte. Ces molécules sont animées de mouvements aléatoires régis par des lois statistiques (agitation thermique), la pression sur les parois du récipient résultant de leurs chocs élastiques sur ces parois.
La distribution des vitesses de molécules, étudiée par la théorie cinétique des gaz, ne peut être arbitraire. Il faut en effet pour des raisons de symétrie qu'elle reste invariante dans toute rotation des axes.
Par simplification, on ne tient pas compte d'éventuelles interactions entre molécules du gaz. Il s'agit d'une schématisation d'un gaz réel dont les molécules interagiraient peu, la pression (et donc la densité) rendant cette interaction négligeable devant l'énergie cinétique. Le volume des molécules elles-mêmes est négligé devant celui occupé par le gaz.
