Istilah "gas nyata" di kalangan ahli kimia dan fisikawan digunakan untuk menyebut gas semacam itu, yang sifat-sifatnya paling langsung bergantung pada interaksi antarmolekulnya. Meskipun dalam setiap buku referensi khusus, seseorang dapat membaca bahwa satu mol zat ini dalam kondisi normal dan keadaan tunak menempati volume sekitar 22,41108 liter. Pernyataan seperti itu hanya berlaku untuk apa yang disebut gas "ideal", di mana, sesuai dengan persamaan Clapeyron, gaya tarik-menarik dan tolak-menolak molekul tidak bekerja, dan volume yang ditempati oleh yang terakhir adalah nilai yang dapat diabaikan..
Tentu saja, zat seperti itu tidak ada di alam, jadi semua argumen dan perhitungan ini murni teoretis. Tapi gas nyata, yang menyimpang ke satu atau lain derajat dari hukum idealitas, ditemukan sepanjang waktu. Di antara molekul-molekul zat semacam itu selalu ada gaya tarik-menarik timbal balik, yang menyiratkan bahwa volumenya agak berbeda dariturunan model sempurna. Selain itu, semua gas nyata memiliki derajat deviasi yang berbeda dari idealitas.
Tetapi ada kecenderungan yang sangat jelas di sini: semakin titik didih suatu zat mendekati nol derajat Celcius, semakin banyak senyawa ini akan berbeda dari model ideal. Persamaan keadaan untuk gas nyata, yang dimiliki oleh fisikawan Belanda Johannes Diederik van der Waals, diturunkan olehnya pada tahun 1873. Rumus yang memiliki bentuk (p + n2a/V2) (V – nb)=nRT, telah dibandingkan dengan rumus Persamaan Clapeyron (pV=nRT), ditentukan secara eksperimental. Yang pertama memperhitungkan kekuatan interaksi molekuler, yang dipengaruhi tidak hanya oleh jenis gas, tetapi juga oleh volume, densitas, dan tekanannya. Amandemen kedua menentukan berat molekul suatu zat.
Penyesuaian ini memperoleh peran paling signifikan pada tekanan gas tinggi. Misalnya untuk nitrogen pada indikator 80 atm. perhitungan akan berbeda dari ideal sekitar lima persen, dan dengan peningkatan tekanan hingga empat ratus atmosfer, perbedaannya akan mencapai seratus persen. Oleh karena itu, hukum model gas ideal sangat mendekati. Penyimpangan dari keduanya bersifat kuantitatif dan kualitatif. Yang pertama dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa persamaan Clapeyron diamati untuk semua zat gas nyata dengan sangat mendekati. Penyimpangan kualitatif jauh lebih dalam.
Gas nyata dapat dikonversi dengan baik danmenjadi cair, dan menjadi agregasi padat, yang tidak mungkin terjadi jika mereka mengikuti persamaan Clapeyron dengan ketat. Gaya antarmolekul yang bekerja pada zat tersebut mengarah pada pembentukan berbagai senyawa kimia. Sekali lagi, ini tidak mungkin dalam sistem gas ideal teoritis. Ikatan yang terbentuk dengan cara ini disebut ikatan kimia atau valensi. Dalam kasus ketika gas nyata terionisasi, gaya tarik Coulomb mulai muncul di dalamnya, yang menentukan perilaku, misalnya, plasma, yang merupakan zat terionisasi kuasi-netral. Hal ini sangat relevan mengingat fakta bahwa fisika plasma saat ini adalah disiplin ilmu yang luas dan berkembang pesat, yang memiliki aplikasi yang sangat luas dalam astrofisika, teori perambatan sinyal gelombang radio, dan masalah reaksi nuklir dan termonuklir yang terkendali.
Ikatan kimia dalam gas nyata menurut sifatnya praktis tidak berbeda dengan gaya molekul. Baik itu dan lainnya, pada umumnya, direduksi menjadi interaksi listrik antara muatan dasar, dari mana seluruh struktur atom dan molekul materi dibangun. Namun, pemahaman penuh tentang gaya molekuler dan kimia menjadi mungkin hanya dengan munculnya mekanika kuantum.
Perlu diketahui bahwa tidak semua keadaan materi yang sesuai dengan persamaan fisikawan Belanda tersebut dapat diimplementasikan dalam praktik. Ini juga membutuhkan faktor stabilitas termodinamika mereka. Salah satu syarat penting untuk stabilitas suatu zat adalah bahwa dalamDalam persamaan tekanan isotermal, kecenderungan penurunan volume total tubuh harus benar-benar diperhatikan. Dengan kata lain, ketika nilai V meningkat, semua isoterm gas nyata harus terus turun. Sementara itu, pada plot isotermal van der Waals, bagian yang naik diamati di bawah tanda suhu kritis. Titik-titik yang terletak di zona tersebut sesuai dengan keadaan materi yang tidak stabil, yang tidak dapat diwujudkan dalam praktik.
