Propiedades macroscópicas de un gas

Podemos realizar experimentos controlados y determinar cómo depende el volumen de otras cantidades termodinámicas. Si hacemos un diseño experimental que nos permita mantener la temperatura y presión constantes, pero variando la cantidad de gas (el número de moléculas), encontraremos que para distintos gases la relación $V(N)$ es lineal, esto es,

$$V(N)= C N,$$ (6)

donde $C$ es una constante; esto se conoce como la Ley de Avogadro. Si ahora mantenemos $N$ y $T$ constantes, y variamos la presión, encontraremos que el gas satisface la Ley de Boyle:

$$V(p)=C'p^{-1},$$ (7)

donde $C'$ es otra constante. Si mantenemos ahora $p$ y $N$ constantes, variando la temperatura, encontraremos que

$$V(T)= C''T,$$ (8)

donde $C''$ es otra constante, es decir, la Ley de Gay-Lussac o de Charles.