Gases

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Introdução
O estado gasoso é o mais simples dos três estados. Não apresenta forma nem volume definidos, ou seja, pode se expandir ou contrair a fim de ocupar todo o volume do recipiente disponível.
Pode ser interpretado microscopicamente como milhares de partículas puntiformes, cujo volume é desprezível em comparação ao do recipiente, com movimentos aleatórios, deslocando-se sempre em linhareta e que não interagem entre si, a não ser nos infinitesimais intervalos de tempo de uma colisão (modelo do gás ideal).

1. Gases Reais
Quando a densidade do gás é muito alta, ou quando a substância gasosa estiver submetida a pressões excessivamente elevadas, deixa de comportar-se de acordo com as leis que governam os gases ideais e é, por isso, denominado gás real. Para tais substâncias tambémforam desenvolvidas equações de estado, mais complexas, que relacionam volume, temperatura e pressão. Na verdade, a expressão matemática rigorosa da equação de estado dos gases reais corresponde a um desenvolvimento em série, com  número infinito de termos. Na prática, uma precisão suficiente nos cálculos é conseguida pela utilização de equações tais como a de Van der Waals:
 
Nesta expressão,além das variáveis comuns à equação dos gases ideais, aparecem os parâmetros a e b, fatores de correção da não idealidade do gás, variáveis para cada substância.
2. Gás Ideal
Um gás ideal ou perfeito é um modelo idealizado, para o comportamento de um gás. É um gás teórico composto de um conjunto de partículas pontuais movendo-se aleatoriamente e não interagindo. O conceito de gás ideal é útilporque obedece a lei dos gases ideais, uma equação de estado simplificada, e é passível de análise pela mecânica estatística. Em condições ambientais normais tais como as temperatura e pressão padrão, a maioria dos gases reais comportam-se qualitativamente como um gás ideal1 . Geralmente, desvios de um gás ideal tendem a diminuir com mais alta temperatura e menor densidade, comoo trabalho realizado por forças intermoleculares tornando-se menos significativas comparadas com a energia cinética das partículas, e o tamanho das moléculas torna-se menos significativo comparado ao espaço vazio entre elas.
O modelo do gás ideal tende a falhar em mais baixas temperaturas ou mais altas pressões, quando forças intermoleculares e o tamanho molecular tornam-se importantes. Em algum ponto de baixatemperatura e alta pressão, gases reais atravessam uma transição de fase, tais como um líquido ou um sólido. O modelo de um gás ideal, entretanto, não descreve ou permite transições de fases. Estes devem ser modelados por equações de estado mais complexas.
O modelo do gás ideal tem sido explorado tanto na dinâmica Newtoniana (como na "teoria cinética") e em mecânica quântica (como um "gás em umacaixa"). O modelo de gás ideal tem sido também usado para modelar o comportamento de elétrons em um metal (no modelo de Drude e no modelo do elétron livre), e é um dos mais importantes modelos em mecânica estatística.

2.1 Tipos de Gases Ideais
Existem três classes básicas de gases ideais:
O clássico ou gás ideal de Maxwell-Boltzmann,
O gás de Bose quântico ideal, composto de bósons
O gás deFermi quântico ideal, composto de férmions
O gás ideal clássico pode ser separado em dois tipos: O gás ideal termodinâmico clássico e o gás ideal quântico de Boltzmann. Ambos são essencialmente o mesmo, exceto que o gás ideal termodinâmico é baseado na mecânica estatística clássica, e certos parâmetros tais como a entropia são somente especificados dentro de uma constante aditiva indeterminada. O gásideal quântico de Boltzmann supera esta limitação, tomando o limite do gás quântico de Bose e o gás quântico de Fermi no limite de alta temperatura para especificar estas constantes aditivas. O comportamento de um gás quântico de Boltzmann é o mesmo que de um gás ideal clássico, exceto para a especificação destas constantes. Os resultados do gás quântico de Boltzmann são utilizados num certo...
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