Чланак о променама фазе Критична температура Тројна тачка
У дискусији о закону идеалног гаса, објашњено је да закон идеалног гаса тачно описује понашање реалног гаса само када притисак и густина реалног гаса нису превелики. Ако су притисак и густина реалног гаса довољно велики, закон идеалног гаса даје нетачне резултате, слично, када се температура реалног гаса приближи тачки кључања. Ово је повезано са интеракцијама које се дешавају између молекула реалног гаса. Притисак гаса је обрнуто пропорционалан запремини гаса. Када је притисак гаса довољно велики, запремина гаса се смањује. Пошто је запремина гаса мала, растојање између молекула гаса се смањује. Када се растојање између молекула смањи, молекули се међусобно привлаче. То је као када ставите комад гвожђа на магнет. Ако је растојање између магнета и гвожђа довољно велико, магнет не може да привуче гвожђе. Али ако је растојање између магнета и гвожђа мало, гвожђе се привлачи.
Дакле, молекули гаса се понашају као магнет. Када је растојање између молекула довољно мало, молекули се привлаче. Сила привлачења узрокује да се растојање између молекула приближи (запремина гаса се смањује). Обично се то дешава када је притисак гаса довољно велики (велики притисак, мала запремина. Мала запремина, растојање између молекула се приближава). Стога, закон идеалног гаса не даје тачне резултате када су притисак и густина стварног гаса велики.
Дијаграм притиска у односу на притисак и запремину
Да бисмо боље разумели горњи проблем, погледајмо дијаграм, који приказује везу између притиска гаса и запремине. Криве 1, 2, 3 и 4 показују исто понашање гаса на различитим температурама. Температура гаса приказана на кривој 1 је виша од криве 2. Температура гаса приказана на кривој 2 је виша од криве 3. Температура гаса приказана на кривој 3 је виша од криве 4. Крива је коса црта у средини дијаграма. Температура гаса је увек фиксна, што мења само притисак (P) и запремину (V) гаса.
Према закону идеалног гаса, линија која почиње од броја 1 мора се завршавати у броју 1. Слично томе, линија која почиње од броја 2 мора се зауставити у броју 2. Стварност коју доживљава стварни гас није предвиђена законом идеалног гаса. Када је притисак гаса довољно велики, запремина гаса се смањује и одступа од предвиђене законом идеалног гаса (упоредите са кривом 1 и кривом 2). Величина одступања запремине гаса такође зависи од температуре. Ако је температура гаса нижа и приближава се тачки топљења, односно тачки кључања (тачка б), гас обично доживљава значајније одступање запремине него када је температура виша (упоредите криве 1, 2, 3 и 4). На то утиче присуство привлачења између молекула гаса, као што је раније објашњено.
Крива 3 на горњем дијаграму приказује понашање супстанце на њеној критичној температури. Тачка c коју пролази крива три назива се критична тачка. На температурама вишим од критичне температуре, гасовити облик не може да се промени у течни облик, чак и ако му се да значајан притисак (упоредити са кривом 2 и кривом 1). Дати притисак само смањује запремину гаса, али не може да претвори гас у течност. Насупрот томе, на температурама нижим од критичне температуре, гас ће се променити у течност ако му се да апсолутни притисак (упоредити са кривом 3). Количина притиска која може да претвори гас у течност на критичној температури позната је као критични притисак. Свака супстанца има различиту критичну температуру и критични притисак.
Крива 4 на горњем дијаграму приказује процес преласка из гасовитог у течно стање. Осенчена област (која подсећа на планину) је област где су гас и течност у равнотежи. У почетку је запремина гаса велика. Након што се притисак гаса повећа, запремина гаса се смањује док не достигне тачку b (тачка b је тачка топљења, односно тачка кључања). Када стигне до тачке b, гас почиње да прелази у течност. Током процеса преласка из гасовитог у течно стање (од тачке b до тачке a), запремина супстанце се смањује иако нема повећања притиска (означено правом линијом). У тачки a, сви гасови су прешли у течност. Након доласка до тачке a, додавање притиска супстанци резултира само минималном променом запремине (означено веома стрмом кривом).
У свакодневном животу често користимо термине пара и гас. На пример, водена пара или азотни гас. Водену пару готово никада не називамо воденим гасом, иако је водена пара гас из воде. Слично је и са азотом, кисеоником итд. Азот или кисеоник се обично називају гасом. Гас и пара имају различита значења. Ако је гас из супстанце испод критичне температуре материјала, онда је називамо паром. Насупрот томе, ако је гас из супстанце изнад критичне температуре супстанце, онда је називамо гасом.
Дијаграм притиска у односу на температуру (фазни дијаграм)
Претходно је описано понашање супстанци користећи дијаграм притиска у односу на запремину. Поред коришћења PV дијаграма, понашање супстанци може се објаснити помоћу дијаграма притиска (P) у односу на температуру (T). PT дијаграми се обично називају фазним дијаграмима. Назвају се фазним дијаграмом јер се овај дијаграм користи за поређење фаза супстанце. Једна од супстанци која често мења фазу је вода.
На дијаграму постоје три криве, наиме криве испаравања, криве топљења и криве сублимације.
Крива испаравања приказује тачке где су течност и пара у равнотежи. Тачка где су течност и пара у равнотежи назива се тачка топљења, односно тачка кључања (тачка топљења јер се у овој тачки пара може топити и претворити у воду. Тачка кључања се назива тачка кључања јер се у овој тачки вода може кључати и претворити у пару). Дакле, крива испаравања је заправо графикон који приказује везу између притиска (P) и тачке кључања/температуре топљења. Изгледа да што је притисак мањи, то је температура тачке кључања воде нижа, или што је притисак виши, то је температура тачке кључања воде виша. При притиску од 1 атм, температура тачке кључања воде је 100 ° C. Насупрот томе, при притиску од 218 атм, температура тачке кључања воде = 374 ° C.
Притисак од 218 атм се назива и критични притисак воде, док се температура од 374 ° C назива и критична температура воде. Ако је температура паре мања од 374 ° C, пара може променити своје фазно стање у течност ако јој се да притисак од 374 ° C. Притисак не може претворити пару у течност ако је температура виша од 218 ° C.
Крива топљења приказује тачке у којима су течност и чврста супстанца у равнотежи. Тачка у којој су течност и чврста супстанца у равнотежи назива се тачка топљења или тачка смрзавања (тачка топљења јер се у овој тачки лед може отопити у воду. Тачка смрзавања назива се тачка смрзавања јер се у овој тачки вода може смрзнути у лед). Дакле, крива топљења је графикон који приказује везу између притиска (P) и тачке топљења или температуре смрзавања. При притиску од 1 атм, тачка смрзавања воде (или тачка топљења леда) = 0 ° C. За разлику од притиска од 218 атм, тачка смрзавања воде (или тачка топљења леда) је мања од 0 ° C. Треба напоменути да је при притиску од 1 атм вода у течности ако је температура између 0 °C и 100 ° C. Вода је у чврстој супстанци ако је при притиску од 1 атм температура мања од 0 ° C или је вода у пари ако при притиску од 1 атм температура прелази 100 ° C.
Крива сублимације показује тачке у којима су чврста супстанца и пара у равнотежи 
Равнотежа се назива тачка сублимације. Дакле, крива сублимације је графикон који приказује везу између притиска (P) и температуре тачке сублимације. Сублимација је процес претварања чврсте материје у пару, без проласка кроз течност. Обично се сублимација дешава само при ниском притиску. Лед може сублимирати само ако је температура мања од 0.01. oC и притисак је мањи од 0.006 атм. Тачка у којој се три криве секу назива се тројна тачка.
Испод је фазни дијаграм угљен-диоксида. Треба напоменути да скала на фазном дијаграму воде и фазном дијаграму угљен-диоксида није линеарна.
