Η σταθερά του αερίου (που αντιπροσωπεύεται από το γράμμα R), επίσης γνωστή ως σταθερά ιδανικού αερίου, είναι συνάρτηση της πίεσης (P), του όγκου (V), της θερμοκρασίας (T) και των mol ενός αερίου (n) σε μια στοιχειομετρική εξίσωση. Η εξίσωση PV = nRT είναι γνωστή ως ο νόμος του ιδανικού αερίου. Η τιμή του R μπορεί να βρεθεί με αναδιάταξη της εξίσωσης ώστε να διαβάσει R = (PV) / (nT). Με άλλα λόγια, η σταθερά του αερίου είναι η πίεση του αερίου πολλαπλασιαζόμενη με τον όγκο του, διαιρούμενη με τον αριθμό των γραμμομορίων του αερίου πολλαπλασιαζόμενο με τη θερμοκρασία του σε Kelvins.
Τα ιδανικά αέρια είναι υποθετικά — υπακούουν αυστηρά σε όλους τους απλούς νόμους αερίων και έχουν μοριακό όγκο 22.4141 λίτρα σε τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP), που είναι 273 Kelvin, 1 ατμόσφαιρα. Στο STP, ωστόσο, τα περισσότερα αέρια συμπεριφέρονται σαν ιδανικά αέρια, επομένως η τιμή του R είναι γενικά 0.0821 L atm / mol K ή 8.3145 J / mol K. Για παράδειγμα, ο νόμος του ιδανικού αερίου και η σταθερά αερίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βρεθεί η πίεση 0.508 moles οξυγόνου σε δοχείο 15 λίτρων στα 303 Kelvin. Ο όγκος, η θερμοκρασία και ο αριθμός των moles είναι γνωστοί.
P = (nRT) / V = (0.508 mol x 0.0821 L atm x 303 K) / 15.0 L mol K = 0.842 atm
Τα πράγματα αλλάζουν όταν ένα αέριο βρίσκεται σε χαμηλή θερμοκρασία ή υπό υψηλή πίεση. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, τα μόρια αερίου κινούνται πιο κοντά μεταξύ τους και πιο αργά, έτσι οι διαμοριακές δυνάμεις, που ονομάζονται van der Waals, προκαλούν τη μετρούμενη πίεση να είναι χαμηλότερη από την αναμενόμενη. Όταν τα μόρια είναι πιο κοντά μεταξύ τους, ο όγκος των πραγματικών μορίων γίνεται επίσης υψηλότερο κλάσμα του συνολικού όγκου του αερίου.
Για να αντισταθμιστεί η συμπεριφορά των πραγματικών αερίων, μπαίνει στο παιχνίδι η εξίσωση van der Waals. Η έκφραση (n2a) / V2 αντισταθμίζει τις διαμοριακές δυνάμεις έλξης και η έκφραση nb αντισταθμίζει τον όγκο των μορίων αερίου. Μαζί, αυτοί οι όροι συνθέτουν την εξίσωση van der Waals:
[P + (n2a) / V2] x (V-nb) = nRT
Οι εκφράσεις n2a και nb ονομάζονται σταθερές van der Waals και πρέπει να προσδιοριστούν πειραματικά. Η εξίσωση van der Waals είναι απαραίτητη μόνο όταν το αέριο βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία ή χαμηλή πίεση. Εάν το αέριο βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου ή πάνω από αυτό και σε πίεση μικρότερη από μερικές ατμόσφαιρες, θα ισχύει ο νόμος του ιδανικού αερίου.