L'énergie interne U et l'enthalpie H d'un gaz parfait de composition molaire constante ne dépendent que de la température. Ces propriétés portent respectivement le nom de première et deuxième loi de JOULE. Plus précisément, pour n moles de gaz parfait monoatomique, on a
U=\frac{3}{2}nRT
avec R=8,31 J\cdot mol^{-1}\cdotK^{-1}. La constante des gaz parfaits R est reliée à la constante de BOLTZMANN k_B et au nombre d'AVOGADRO N_A par R=k_BN_A. Pour un gaz parfait polyatomique, il faut invoquer le théorème d'équipartition de l'énergie : chaque degré de liberté contribue pour nRT/2 à U.
Si l'on utilise l'expression de c_v (voir exemple coefficients calorimétriques), on trouve dans le cas du gaz parfait monoatomique : c_v= \frac{\partialU}{\partialT}\vert_V = 3nR/2 ; il s'agit donc une constante pour un gaz parfait.
Les gaz parfaits vérifient l'équation d'état
PV = nRT
Cette dernière relation est valable aussi bien pour les gaz parfaits monoatomiques que polyatomiques.
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L'échelle absolue de température est définie par la relation PV = nRT.
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La température absolue T s'exprime en Kelvin (symbole K ). Par exemple, la température du point triple de l'eau est égale à 273\cdot15\, K (cf. figure 2).
On définit une échelle centésimale de température par la relation t=T-273\cdot15 , où T est la température absolue. t s'exprime alors en degrés Celcius (symbole °C).