Es un estado de la materia con una temperatura superior a su punto de ebullición se le denomina gas. En relación con el entorno de las personas (condiciones normales) cualquier sustancia que tiene un punto de ebullición inferior a 20º C a presión normal es un gas. El gas de menor peso es el hidrógeno (H2, 14 veces más ligero que el aire), el gas más pesado es el hexafluoruro de tungsteno (WF6, aprox. diez veces más pesado que el aire).
En condiciones normales 1 cm3 de gas contiene unas 30·1018 moléculas, la distancia media entre ellas es solamente de tres nanómetros. Revolotean por el espacio de 100 a 1000 metros por segundo, chocan un billón de veces por segundo con otras moléculas, de tal manera que entre dos colisiones solo pueden desplazarse aprox. 50 a 100 nanómetros. Y con cada colisión cambian su dirección de movimiento y transfieren energía a su compañero de colisión.
Esto es un movimiento completamente aleatorio de moléculas, que es macroscópicamente medible como la temperatura del gas (energía cinética media de todas las moléculas) y la presión de gas (velocidad media de todas las moléculas golpeando una superficie) o extensión (volumen). Por consiguiente presión, temperatura y volumen están matemáticamente en una relación fija, que en caso ideal sigue la llamada ley de los gases ideales:
- A una presión constante, el volumen de gas cambia proporcionalmente a su temperatura – Por ejemplo expande al ser calentado.
- A un volumen constante de gas (gas en un recipiente cerrado) la presión del gas cambia proporcionalmente a su temperatura – Por ejemplo la presión interna de un recipiente cerrado aumenta cuando se calienta.
- A temperatura constante la presión de gas cambia proporcionalmente a su volumen – Por ejemplo la presión aumenta cuando se comprime el gas.