El gas perfecto

Recuerdo: un gas es perfecto si las interacciones entre partículas se reducen a choques elásticos.
Para un gas usual, no degenerado (o sea no sometido a los efectos cuánticos) y clásico (o sea no relativista), la ecuación de estado se escribe :

con la masa volúmica y la masa de una partícula elemental de gas.
Se dice que un gas perfecto es caliente si la agitación térmica domina. Los efectos cuánticos en este caso son menospreciables.
Se dice que un gas perfecto es frío cuando los efectos térmicos son menospreciables. Su incompresibilidad proviene del asentamiento de la materia : los grupos electrónicos se repelen debido al carácter cuántico (fermión) de los electrones.

Para poder definir la temperatura de un sistema es necesario que esté en equilibrio y que sus componentes no intercambien suficiente información, a través de colisiones, para termalizarse.
En un medio sin colisiones es difícil definir una temperatura válida ... a continuación vamos a estudiar únicamente los medios en equilibrio termodinámico local, donde la temperatura se define localmente.

Según la teoría cinética del gas perfecto, la presión es un flujo de cantidad de movimiento.

La densidad de partículas es una cantidad utilizada para medir la abundancia de material disponible en un medio. Se define en número de partículas (electrones, o átomos o moléculas de hidrogeno) por unidad de volumen : .

La energía de una partícula vale por grados de libertad. La energía cinética de translación vale . Para una colección de partículas, la energía cinética total vale .