در سامانه‌های تعادلی همیشه نوعی رابطه بین کمیت‌های ترمودینامیکی وجود دارد که به خصوصیات سامانه بر می‌گردد. به این رابطه‌ها معادله‌های حالت می‌گویند و با استفاده از قوانین ترمودینامیک قابل دست‌یابی نیستند. مثلا مقدار مغناطش یک مادهٔ مغناطیسی بر حسب دما و میدان مغناطیسی اعمال شده به آن، رابطهٔ بین فشار، حجم و دمای یک گاز، مایع و جامد، نیروی کشش، کشیدگی و دمای یک کش یا سیم و ... از جمله توابع حالتی است که به صورت تجربی به دست آمده‌اند.
با استفاده از مکانیک آماری می‌توان به صورت پایه‌ای‌تر معادله‌های حالت را به دست آورد اما ترمودینامیک از پیدا کردن شکل دقیق این رابطه‌ها عاجز است، چرا که جزئیات ریزمقیاس سامانه‌ها و نوع برهم‌کنش اجزای آن‌ها در تابع حالت آن‌ها نقش دارد. حتی در مورد گازها در غلظت‌های بالا بین معادله‌های حالت تفاوت مشاهده می‌شود. اما در چگالی‌های و فشارهای پایین می‌توان تمامی گازها را با یک معادلهٔ حالت توصیف نمود. به این شرایط گاز ایده‌آل یا کامل گفته می‌شود. معادلهٔ حالت گاز کامل به شکل pV=nRT است.
در این آزمایش شما این قانون را به دست خواهید آورد. برای این کار شما با استفاده از یک گرم‌کن، آب مخزنی را گرم کرده و با چرخاندن این آب به دور یک سیلندر گاز، دمای آن را تغییر می‌دهید. با استفاده از فشار سنج نیز شما می‌توانید فشار گاز را اندازه‌گیری نمایید.
| لینک | شرح |
|---|---|
| بشکه | در این نمایش، بشکه‌ای در اثر سرد شدن و کاهش فشار داخل آن مچاله می‌شود. |
| تانکر | همان اتفاق بشکه برای یک تانکر هم می‌افتد. |
| تخم‌مرغ و ارلن | با استفاده از شعله‌ای، یک تخم‌مرغ آب‌پز پوست گرفته را می‌توان از یک گلوگاه به طور سالم عبور داد. |
| بادکنک سرد شده | با ریختن نیتروژن مایع روی یک بادکنک، دمای آن کاهش پیدا کرده و حجم آن کاهش می‌یابد. |
| بالا آمدن آب | به دلیل سرد شدن و میعان بخار آب داخل ظرف، فشار آن کاهش یافته و آب به بالا کشیده می‌شود. |
