Italijanski znanstvenik Avogadro je domneval, da je v primeru »idealnih plinov«, če so tlak (P), prostornina (V) in temperatura (T) dveh vzorcev enaki, potem je enako število plinskih delcev v vsakem vzorcu. enako. To velja ne glede na to, ali je plin sestavljen iz atomov ali molekul. Razmerje velja tudi, če so primerjani vzorci različnih plinov. Sam Avogadrov zakon ima omejeno vrednost, a če je povezan z Boylovim zakonom, Charlesovim zakonom in Gay-Lussacovim zakonom, je izpeljana pomembna enačba idealnega plina.
Za dva različna plina obstajata naslednja matematična razmerja: P1V1/T1=k1 in P2V2/T2=k2. Avogadrova hipoteza, danes bolj znana kot Avogadrov zakon, kaže, da je število delcev v obeh primerih enako, če sta levi strani zgornjih izrazov enaki. Število delcev je torej enako k-krat neko drugo vrednost, odvisno od specifičnega plina. Ta druga vrednost vključuje maso delcev; to pomeni, da je povezana z njihovo molekulsko maso. Avogadrov zakon omogoča, da se te značilnosti spravijo v kompaktno matematično obliko.
Manipulacija z zgornjim vodi do idealne plinske enačbe z obliko PV=nRT. Tukaj je “R” opredeljena kot idealna plinska konstanta, medtem ko “n” predstavlja število molov ali večkratnik molekulske mase (MW) plina v gramih. Na primer, 1.0 gram plinastega vodika – formula H2, MW=2.0 – znaša 0.5 mola. Če je vrednost P podana v atmosferah z V v litrih in T v stopinjah Kelvina, potem je R izražen v litrih atmosfer na molsko stopinjo Kelvina. Čeprav je izraz PV=nRT uporaben za številne aplikacije, je v nekaterih primerih odstopanje precejšnje.
Težava je v definiciji idealnosti; postavlja omejitve, ki v resničnem svetu ne morejo obstajati. Plinski delci ne smejo imeti privlačnih ali odbojnih polarnosti – to je še en način, da rečemo, da morajo biti trki med delci elastični. Druga nerealna predpostavka je, da morajo biti delci točke, njihove prostornine pa nič. Veliko teh odstopanj od idealnosti je mogoče nadomestiti z vključitvijo matematičnih izrazov, ki imajo fizično razlago. Druga odstopanja zahtevajo viralne izraze, ki pa žal ne ustrezajo zadovoljivo nobeni fizični lastnosti; to Avogadrovega zakona ne škoduje ugledu.
Preprosta nadgradnja zakona o idealnem plinu doda dva parametra, “a” in “b”. Piše (P+(n2a/V2))(V-nb)=nRT. Čeprav je treba “a” določiti eksperimentalno, se nanaša na fizično lastnost interakcije delcev. Konstanta “b” se nanaša tudi na fizično lastnost in upošteva izključeni volumen.
Čeprav so fizično interpretativne spremembe privlačne, obstajajo edinstvene prednosti uporabe izrazov za razširitev virusa. Eden od teh je, da jih je mogoče uporabiti za natančno ujemanje z realnostjo, kar omogoča razlago v nekaterih primerih obnašanja tekočin. Avogadrov zakon, ki je bil prvotno uporabljen samo za plinsko fazo, je tako omogočil boljše razumevanje vsaj enega kondenziranega agregatnega stanja.