Khái niệm mô hình: Khí có thể "đổ" (chất lỏng) và chảy theo cách tương tự như chất lỏng. Lý thuyết liên tục và tóm tắt các định luật khí sau đây dựa trên kinh nghiệm và có thể giải thích tất cả các quy trình trong khí gần áp suất khí quyển. Chỉ sau khi có thể sử dụng bơm chân không tốt hơn bao giờ hết để pha loãng không khí đến mức đường dẫn tự do trung bình tăng xa so với kích thước của bình là những giả thuyết sâu rộng hơn cần thiết; những giả thuyết này đỉnh cao trong lý thuyết khí động học. Lý thuyết khí động học áp dụng trong toàn bộ phạm vi áp suất; lý thuyết liên tục đại diện cho trường hợp đặc biệt (trước đây) trong luật khí, nơi điều kiện khí quyển chiếm ưu thế.

Tóm tắt các luật khí quan trọng nhất (lý thuyết liên tục)

Định luật Boyle-Mariotte 

p · V = hằng số 
đối với T = hằng số (đẳng nhiệt) 

Luật Gay-Lussac (Luật Charles) 

đối với p = hằng số (isobar) 

Luật Amonton

đối với V = hằng số (đẳng trương) 

Luật Dalton 

Định luật Poisson 

Luật Avogadro 

Luật khí lý tưởng

Ngoài ra: Phương trình trạng thái cho khí lý tưởng (từ lý thuyết liên tục) 

Phương trình van der Waals 

a, b = hằng số (áp suất bên trong, tổng thể tích) 
V_m = Thể tích mol 
cũng: Phương trình trạng thái cho khí thực

Phương trình Clausius-Clapeyron 

L = entanpi bay hơi, 
T = Nhiệt độ bay hơi, 
V _m,v, V _m,l = Thể tích mol của hơi hoặc chất lỏng  

Với sự chấp nhận quan điểm nguyên tử của thế giới - kèm theo sự cần thiết phải giải thích các phản ứng trong khí cực kỳ pha loãng (nơi lý thuyết liên tục thất bại) - "lý thuyết khí động học" đã được phát triển. Sử dụng điều này, không chỉ có thể rút ra định luật khí lý tưởng theo một cách khác mà còn có thể tính toán nhiều lượng khác liên quan đến động học của khí - chẳng hạn như tốc độ va chạm, chiều dài đường dẫn tự do trung bình, thời gian hình thành một lớp, hằng số khuếch tán và nhiều lượng khác.  

Khái niệm mô hình và giả định cơ bản:

1. Các nguyên tử/phân tử là các điểm. 
2. Lực chỉ được truyền từ một lực này sang lực khác khi va chạm. 
3. Các va chạm có tính đàn hồi. 
4. Rối loạn phân tử (ngẫu nhiên) chiếm ưu thế.

Krönig đã phát triển một mô hình rất đơn giản. Có N hạt nằm trong khối, một phần sáu trong số đó di chuyển về phía bất kỳ bề mặt nào của khối. Nếu mép khối dài 1 cm, thì nó sẽ chứa n hạt (mật độ số lượng hạt); trong một đơn vị thời gian n · c · Δt/6 phân tử sẽ chạm tới mỗi thành, trong đó sự thay đổi xung trên mỗi phân tử, do sự thay đổi hướng qua 180°, sẽ bằng 2 · m_T · c. Tổng số thay đổi xung cho tất cả các phân tử va chạm với thành sẽ dẫn đến lực hiệu quả trên thành này hoặc áp lực tác động lên thành, trên mỗi đơn vị diện tích bề mặt. 

Luật khí lý tưởng bắt nguồn từ lý thuyết khí động học

Nếu thay thế c2 bằng c2- thì so sánh hai phương trình khí "chung" này sẽ cho thấy: 

Biểu hiện trong ngoặc bên trái là hằng số Boltzmann k; bên phải là một biểu hiện của năng lượng động học trung bình của các phân tử: 

Hằng số Boltzmann 

Năng lượng động học trung bình của các phân tử 

Ở dạng này, phương trình khí cung cấp chỉ số động học khí của nhiệt độ! 

Khối lượng của các phân tử

trong đó NA là số của Avogadro (trước đây: số Loschmidt). 

Hằng số Avogadro 

Do đó, từ quy luật khí lý tưởng trong điều kiện tiêu chuẩn 
(T_n = 273,15 K và p_n = 1013,25 mbar): 

Đối với hằng số khí chung: 

 Mật độ số lượng hạt n (cm ^-3)

 Theo lý thuyết khí động học, số n của các phân tử khí, tham chiếu đến thể tích, phụ thuộc vào áp suất p và nhiệt độ nhiệt động học T như thể hiện dưới đây: 

n = mật độ số lượng hạt 
k = hằng số Boltzmann 

Do đó, ở một nhiệt độ nhất định, áp suất tác động của khí chỉ phụ thuộc vào mật độ số lượng hạt và không phụ thuộc vào bản chất của khí. Bản chất của một hạt khí được đặc trưng bởi, trong số các yếu tố khác, khối lượng m_T của nó. 

Mật độ khí ρ (kg · m ^-3, g · cm ^-3) 

Sản phẩm của tỷ trọng số hạt n và khối lượng hạt mT là tỷ trọng khí
ρ: 

Phương trình luật khí lý tưởng

Mối quan hệ giữa khối lượng mT của phân tử khí và khối lượng mol M của khí này như sau: 

Số Avogadro (hoặc hằng số) N_A cho biết có bao nhiêu hạt khí sẽ được chứa trong một mol khí. Ngoài ra, đó là hệ số tỷ lệ giữa hằng số khí R và hằng số Boltzmann k: 

Có thể dẫn xuất trực tiếp từ các phương trình trên (1,1) đến (1,4) là tương quan giữa áp suất p và tỷ trọng khí ρ của khí lý tưởng.

Trong thực tế, chúng ta thường sẽ xem xét một thể tích kín nhất định V trong đó khí có mặt ở một áp suất nhất định p. Nếu m là khối lượng khí có mặt trong thể tích đó, thì 

Định luật khí lý tưởng sau đó xuất phát trực tiếp từ phương trình (1,5): 

Ở đây, tỷ lệ m / M là số lượng mole ♻ có trong thể tích V. 
Dạng đơn giản hơn áp dụng cho m / M = 1, tức là cho 1 mol: 

Ví dụ số sau đây nhằm minh họa mối tương quan giữa khối lượng khí và áp suất cho các khí có khối lượng mol khác nhau, ở đây dựa trên các giá trị số trong Bảng IV. Chứa trong một thể tích 2 gallon (10 lít), ở 68°F (20°C), sẽ 
a) 1g heli 
b) 1g nitơ 
Khi sử dụng phương trình (1,7) có kết quả ở V = 10l , m = 1g, 

Trong trường hợp a) trong đó M = 4 g · mol ^-1 (khí đơn nguyên tử): 
Trong trường hợp b), với M = 28 ≠ g mol ^-1 (điatomic gas): 

Mặc dù dường như là nghịch lý, kết quả là một khối lượng nhất định của khí nhẹ tạo ra áp suất lớn hơn khối lượng tương đương của khí nặng hơn. Tuy nhiên, nếu tính đến việc ở cùng mật độ khí (xem Phương trình 1,2) sẽ có nhiều hạt khí nhẹ hơn (lớn n, nhỏ m) hơn so với khí nặng hơn (nhỏ n, lớn m), kết quả sẽ dễ hiểu hơn vì chỉ mật độ số hạt n là yếu tố quyết định mức áp suất, giả sử nhiệt độ bằng nhau (xem Phương trình 1,1). 

Nhiệm vụ chính của công nghệ chân không là giảm mật độ số hạt n trong một thể tích V nhất định. Ở nhiệt độ không đổi, điều này luôn tương đương với việc giảm áp suất khí p. Tại thời điểm này, phải chú ý rõ ràng đến thực tế là việc giảm áp suất (duy trì thể tích) không chỉ có thể đạt được bằng cách giảm mật độ số hạt n mà còn (theo Phương trình 1,5) bằng cách giảm nhiệt độ T ở mật độ khí không đổi. Hiện tượng quan trọng này sẽ luôn phải được xem xét khi nhiệt độ không đồng nhất trong toàn bộ thể tích V.