理想気体の状態方程式
--量子統計、非相対論的、相対論的、光子気体--

状態方程式は物質の熱力学的な性質を記述するものであり、 星の構造進化を決める重要な要素である。 状態方程式としては気体の圧力を密度と温度の関数として表したものをよく使う。 理想気体の場合について、 気体を熱運動している多数の粒子の集まりと考え、 その圧力（やその内部エネルギー）を運動論的な考え方を用いて計算する。 ここで、理想気体とは、 粒子間の相互作用が弱く、それを無視しても良い気体のことであり、 この場合、気体全体としてのエネルギー準位を決める問題は、 個々の粒子エネルギ準位を決める問題に置き換えることができる。 また、気体粒子のエネルギーは、 今の場合、運動エネルギーを考えればよいことになる。