ファンデルワールスは、オランダの物理学者J.D.ファンデルワールス（1837-1923）の名前です。ファンデルワールスの状態方程式は、実際には気体の状態方程式であり、 理想気体の状態方程式理想気体の状態方程式は、実在気体の圧力と密度が十分に大きい場合、正確な結果を提供できないという違いがある。一方、ファンデルワールス状態方程式は、より正確な結果を提供できる。
この方程式は、理想気体の状態方程式の限界を認識したファン・デル・ワールスによって考案された。ワールスは、実在気体の圧力と密度が十分に高い場合に、実在気体の状態に影響を与えるいくつかの要因を追加することで、理想気体の状態方程式を修正した。
ガス圧が上昇すると、ガスの温度と密度も上昇する一方、ガスの体積は減少する。
気体の圧力は体積に反比例します。圧力が上昇すると体積は減少します。逆に、体積が減少すると圧力は上昇します。体積が減少すると密度は増加します（密度＝質量／体積）。圧力は密度に正比例すると言えます。圧力が高いと密度も高くなります。逆に、圧力が低いと密度も低くなります。また、圧力は温度にも正比例します。圧力が上昇すると温度も上昇します。したがって、圧力が上昇すると温度と密度が上昇し、体積は減少すると結論付けられます。
気体の体積が減少すると、分子間の距離が縮まります。分子間の距離が縮まると、分子同士が引き合います。これは、鉄片を磁石に近づけたときの現象に似ています。磁石と鉄片の距離が十分に離れていれば、磁石は鉄片を引き付けることができません。しかし、距離が近いと、鉄片はすぐに磁石に引き寄せられます。分子同士が衝突しようとすると、分子の外側にある電子が互いに反発し合います（電気的反発）。その結果、分子同士がくっつくことができなくなります。このように簡単に説明すると、分子間の引力も気体の状態に影響を与えることがわかります。
ガス圧が十分に高く、ガスの体積が小さくなると、分子間の距離が近くなります。この場合、分子はガスのほぼ全体積を満たします。分子にも大きさがあるため（原子直径 = 10-10 m) そうなると、これらの分子の体積も考慮に入れる必要があります。
状態方程式
ファンデルワールスは、分子の体積と分子間の相互作用を考慮に入れた状態方程式を導出した。ファンデルワールスが導出した方程式は、理想気体の状態方程式 PV = nRT を修正したものである。
説明：
P = ガス圧 (N/m)2 = Pa)
V = ガスの体積 (m³)3)
R = 普遍気体定数 (R = 8,315 J/mol・K = 8315 kJ/kmol・K)
T = 温度 (K)
a = 経験定数（その値は気体分子間の引力に依存する）
b = 実験定数（1モルの気体分子の体積を表す）
n = モル数 (mol)
bn = 気体分子の総体積
定数aとbは実験的に求められる。定数aとbの値は気体の種類によって異なる。
n2 / v2 = モル数 (n) の二乗と気体の体積 (V) の二乗の比。n の値は2 / v2 ガスの圧力と密度に依存します。ガスの圧力（P）が大きい場合、ガスの体積（V）は小さくなります。Vが小さいほど、nは大きくなります。2 /V2 ガスの体積が小さい場合（n2 / v2 分子間の距離が大きくなると、分子間の距離は近づきます。分子間の距離が近づくほど、分子間の相互作用（衝突、引き合い）の可能性が高くなります。したがって、n2 / v2 n は定数 a に正比例します (ファンデルワールス方程式の左側と比較してください)。n の値が大きいほど2 / v2分子間の引力は大きくなる（a）。逆に、気体圧力（P）が小さい場合、気体体積（V）は大きくなる。Vが大きいほど、nは小さくなる。2 / v2 nが小さいほど2 / v2 分子間の引力も小さくなる。
(V – bn) = 気体の体積と気体分子の総体積との差。定数 b は気体分子 1 モルの体積を表します。n はモル数です。b と n の積 (bn) は気体分子の総体積です。気体圧力 (P) が大きいほど、気体の体積 (V) は小さくなります。
Vが小さいほど、(V – bn)も小さくなります。これは分子間の距離が近くなり、当然ながら分子間の引力が大きくなります。逆に、ガス圧が低いほど、ガスの体積は大きくなります。ガスの体積が大きいほど、(V – bn)も大きくなります。(V – bn)が大きいほど、ガス分子間の引力は小さくなります。
ファンデルワールス状態方程式は、理想気体の状態方程式よりも実在気体の状態をより正確に記述すると言えます。気体の圧力と密度が十分に大きい場合、ファンデルワールス方程式はより正確な結果を与えます。気体の圧力がそれほど大きくない場合、（2 / v2）と（V-bn）は無視できるため、ファンデルワールス状態方程式は理想気体状態方程式に変わります。
