В 1874 году учёный совершил ещё одно важнейшее открытие в области физики. Проводя эксперименты по изучению сжимаемости газов, Дмитрий Иванович получил числовое значение константы – универсальной газовой постоянной и вывел общее уравнение состояния (ныне известное, как уравнение Менделеева-Клапейрона) для 1 моля идеального газа.