En el estado líquido, las partículas están bastante más próximas entre sí, lo que explica algunas de sus propiedades (volumen fijo, se adaptan a la forma del recipiente, …) y en los sólidos, las partículas están muchísimo más próximas. Desde el punto de vista microscópico, por tanto, el estado gaseoso es el más simple de todos, ya que las partículas están muy lejanas unas de otras, lo que disminuye la frecuencia de los choques. En los estados sólido y líquido la cosa se complica porque aparecen las fuerzas de cohesión, las fuerzas necesarias para explicar por qué las partículas están tan próximas unas de otras. De hecho, los grandes avances de la teoría cinética se produjeron en el campo de los gases, ya que se conocía muy bien el estado gaseoso, gracias a los trabajos experimentales de Robert Boyle, Jacques Charles o de Luis Joseph Gay-Lussac.

Las conclusiones más importantes de estos científicos brillantes fueron:

1) Los gases ocupan todo el volumen disponible y no tienen una forma fija.

2) Los gases se pueden comprimir con mucha más facilidad que los sólidos o los líquidos

3) El volumen, a una presión dada ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura. Es decir, a mayor temperatura, mayor volumen si la presión es constante.

4) La presión que ejerce un gas, a un volumen dado, es también directamente proporcional a la temperatura; a mayor temperatura, mayor presión si el volumen se mantiene constante.

5) La presión y el volumen son inversamente proporcionales. Esto quiere decir que a una misma temperatura, cuanto mayor es la presión, menor es el volumen.

Estos hechos empíricos son fácilmente entendibles con la ayuda de un globo inflado con aire.

Para que el aire no se escape del globo, debemos atar uno de sus extremos (propiedad 1), por la tendencia del gas a ocupar todo el volumen disponible. Sobre un globo de aire es relativamente fácil ejercer fuerzas de compresión (2) y todo el mundo sabe que al exponer a la luz solar durante mucho tiempo un globo inflado, la temperatura aumenta y el volumen del globo también (3), lo que hace que aumente la presión del gas dentro de él en virtud de la conclusión (4). La propiedad 5 es también muy intuitiva: si apretamos el globo (esto es, lo presionamos), el tamaño del globo disminuye y, por tanto, se reduce su volumen (5).

Todas estas propiedades se resumen en la llamada ecuación del gas ideal en la que p es la presión; V, el volumen del gas; n es la cantidad de gas; R es un valor contante, y T es la temperatura. Esta ecuación es fácil de leer: el producto de la presión y el volumen debe ser numéricamente igual al resultado de la multiplicación de la cantidad de gas por la constante R y por la temperatura.

Otra forma muy habitual de escribir la ecuación del gas ideal es:

Siendo N la cantidad de moléculas presente en el gas y k una constante diferente a la anterior R.