理想氣體是物理學中的一個概念，它使我們能夠以非常高的精度研究真實氣體的行為。

在這個物理學家創(chuàng)建的模型中，氣體是由許多小粒子組成的，這些粒子都是一些小硬球體。換句話說，這個理想氣體模型假設每個粒子都是一個完美的小球體，并且每個球體在各個方面都彼此相同。

它還假設如果兩個粒子之間或粒子與壁之間存在任何碰撞，那么這些碰撞都是彈性的。也就是說，在這些碰撞中沒有能量損失，這意味著兩個粒子碰撞時沒有變形，它們只是完美地相互彈開，而且也沒有能量的轉換。

在真實的氣體中，我們剛才討論的假設不一定有效。例如，真實氣體可以由單個原子組成，也可以由分子組成。如果我們談論的氣體是由像二氧化碳這樣的分子組成的，那么顯然每個氣體粒子都不是一個小硬球體。即使我們談論的是由單個原子組成的氣體，它們仍然不是硬球體，特別是如果我們考慮原子的量子力學模型。

理想氣體模型做出的另一個假設是，粒子是如此分散，以至于粒子之間的平均距離遠大于粒子本身的尺寸。另一種看待這一問題的方式是，氣體的密度非常低。事實上，對于理想氣體，我們甚至可以將每個粒子視為無限小，此時粒子之間的距離肯定大于它的尺寸。

對于真實氣體，如果氣體的密度確實很低，那么這確實是一個很好的假設。但是如果氣體的密度增加，例如氣缸中的氣體受到擠壓，那么這種假設會變得越來越糟。

接下來是一個更理想的氣體假設，這個假設說不存在分子間力。換句話說，粒子之間沒有吸引力或排斥力，粒子彼此施加的唯一力是在粒子彼此碰撞并彈開時產生的。

但我們知道，這對于真實的情況來說是不正確的。讓我們考慮一下由單個原子組成的氣體。我們知道原子是由質子、中子和電子組成的，質子和電子是帶電粒子。那么當兩個原子在這種氣體中靠在一起時，它們之間就會存在有某種靜電力，而且它們也不一定會相互碰撞。然而，我們在這里展示的作用力實際上非常弱，這就是理想氣體模型發(fā)揮作用的地方。

我們在這個理想氣體模型中所做的所有假設都是對真實氣體的簡化，并且我們做出的假設越接近真實氣體，理想氣體模型對于真實氣體的效果就越好。

一個很好的例子是氦氣，因為氣體是由單個原子組成的，這些原子具有非常弱的原子間力，所以我們假設不存在力。在室溫和室壓下，與構成氣體的其他分子的尺寸相比，氦原子的平均尺寸非常小，因此我們假設粒子之間的平均距離遠大于粒子的大小是非常合理的。氦氣的密度通常足夠低，我們可以認為這個假設是高度準確的。

事實上，對于像氦這樣的氣體，我們看到理想氣體行為和真實氣體行為之間存在非常微小的差異，這意味著我們并不需要處理所有真實氣體行為的復雜性。我們可以進行大量簡化，并且得到一個非常好的模型，該模型密切代表真實氣體的表現。

事實證明，如果有必要，我們可以使理想氣體模型變得更復雜一些。例如，正如我們上述討論的，理想氣體模型假設每個粒子都是一個微小的硬球體，這樣我們就不必處理粒子以旋轉形式存儲在該氣體中的任何能量。但是真正的氣體可以以分子旋轉的形式存儲一些能量，例如雙原子氣體，它們可以由分子的旋轉而將能量存儲在其分子中。在這種情況下，我們可以更改我們的基本模型以包括雙粒子模型。

另一個例子是當氣體的密度增加時，我們假設粒子之間的距離大于粒子的尺寸不再適用，這些粒子之間作用的力變得越來越重要，我們不能再忽視它們。在這種特殊情況下，我們上述采用的理想氣體模型將替換為為范德華氣體。