理想氣體

想像一個房間裡滿是細小的硬球，以極高的速度飛來飛去，撞向牆壁、彼此相撞，但除此之外彼此互不理睬。和它們之間的空曠空間相比，每個球都極其微小，於是大部分時間裡，每個球都像孤身獨行一般運動。這幅漫畫就是理想氣體——它是為真實氣體特意簡化出的替身。

嚴格地說，理想氣體是一種假想的氣體：它的分子本身不佔體積，除了在短暫、完全彈性的碰撞瞬間外，彼此之間也不施加任何作用力。在這些假設下，它的壓強、體積、溫度與物質的量被一條簡潔優美的方程聯繫在一起，許多性質都能被精確算出。

沒有哪種真實氣體是真正理想的，但當氣體又熱又稀薄時——也就是分子相距很遠、運動很快，彼此靠近到能相互感受的時間微不足道時——這幅圖景好得驚人。理想氣體是幾乎全部熱力學的起點，而描述真實氣體所需的修正，不過是對它的小小偏離。