I)1)
L'équation d'état est celle du gaz parfait.
Dans les conditions données pour la température (>132,4 K), l'air est à l'état gazeux : la température minimale d'un corps où il ne peut se trouver que dans la phase gazeuse est appelée température critique.
Le gaz parfait est le comportement limite commun à tous les gaz lorsque le pression devient "nulle". Expérimentalement, on admet que, pour l'air jusqu'à des pressions inférieures à 20 bars, l'équation sera applicable compte tenu de la précision des mesures.
s'écrit aussi si on introduit la masse volumique et la masse molaire .

I)2)

Cette valeur est en accord avec la théorie de l'équipartition de l'énergie : l'air est principalement constitué de gaz diatomiques et, aux températures ordinaires, interviennent les trois degrés de liberté correspondant au mouvement de translation et les deux degrés de liberté correspondant aux deux seuls mouvements de rotation possibles pour une molécule diatomique.
5 degrés de liberté donnent une énergie interne molaire d'origine thermique égale à soit une capacité calorifique molaire à volume constant égal à .