物質狀態變化臨界溫度三相點
在討論理想氣體定律時，我們解釋了理想氣體定律只有在實際氣體的壓力和密度不太高時才能準確描述實際氣體的行為。如果實際氣體的壓力和密度夠大，理想氣體定律就會產生不準確的結果。當實際氣體的溫度接近其沸點時，情況也是如此。
這其實與真實氣體分子間的相互作用有關。氣體壓力與氣體體積成反比。當氣體壓力夠高時，氣體體積就會減少。由於氣體體積減小，氣體分子之間的距離就會縮短。當分子間距離縮短時，分子之間就會相互吸引。這類似於將一塊鐵靠近磁鐵。如果磁鐵和鐵之間的距離夠遠，磁鐵就無法吸引鐵。但如果磁鐵和鐵之間的距離很近，鐵就會被磁鐵吸引。
因此，氣體分子就像上圖的磁鐵和鐵一樣…當分子間的距離夠近時，分子之間會相互吸引。這種吸引力會導致分子間的距離進一步縮短（氣體的體積變小）。通常，這種情況發生在氣體壓力足夠大時（高壓，體積小。體積小，分子間的距離就更近）。因此，當實際氣體的壓力和密度夠大時，理想氣體定律就無法給出準確的結果。
壓力與體積圖
為了更好地理解上述問題，我們來回顧一下氣體壓力和體積關係圖。曲線 1、2、3 和 4 分別代表同一種氣體在不同溫度下的行為。曲線 1 所示氣體的溫度高於曲線 2。曲線 2 所示氣體的溫度高於曲線 3。曲線 3 所示氣體的溫度高於曲線 4。曲線是圖中中間的一條斜線。氣體的溫度始終保持不變，唯一變化的是氣體的壓力 (P) 和體積 (V)。
根據理想氣體定律，起點為 1 的線段必須止於 1，同樣，起點為 2 的線段必須止於 2。然而，實際氣體的性質並不符合理想氣體定律的預測。當氣體壓力夠高時，氣體體積會減少，偏離理想氣體定律的預測（比較曲線 1 和 2）。氣體體積偏差的大小也取決於溫度。如果氣體溫度較低，接近熔點（也稱為沸點，即 b 點），則氣體體積的偏差通常比溫度較高時更大（比較曲線 1、2、3 和 4）。這主要是由於氣體分子間的吸引力造成的，如前所述。
上圖的曲線 3 顯示了物質在其臨界溫度下的行為。曲線 3 經過的點 c 稱為臨界點。在高於臨界溫度的溫度下，即使施加非常高的壓力，氣體也不會變成液體（與曲線 2 和 1 比較）。施加的壓力只會減少氣體的體積，但無法使其變成液體。相反，在低於臨界溫度的溫度下，如果施加一定的壓力，氣體就會變成液體（與曲線 3 比較）。在臨界溫度下，能夠使氣體變成液體的壓力稱為臨界壓力。每種物質都有不同的臨界溫度和臨界壓力。
上圖的曲線 4 展示了物質從氣態到液態的轉變過程。陰影區域（形似山峰）是氣態和液態處於平衡狀態的區域。初始狀態下，氣體的體積較大。隨著氣體壓力的增加，氣體的體積逐漸減小，直到達到 b 點（b 點為熔點，也稱為沸點）。到達 b 點後，氣體開始轉變為液體。在從氣態到液體的轉變過程中（從 b 點到 a 點），即使壓力沒有增加（以直線表示），物質的體積仍然會減少。在 a 點，所有氣體都已轉變為液體。達到 a 點後，繼續增加壓力只會導致體積發生非常小的變化（由曲線的陡峭形狀表示）。
在日常生活中，我們經常使用「蒸汽」和「氣體」這兩個詞。例如，水蒸氣或氮氣。我們幾乎從不把水蒸氣稱為水氣，儘管水蒸氣實際上是水的氣態形式。氮氣、氧氣等也是如此。氮氣或氧氣通常被稱為氣體。氣體和蒸氣的意思不同。如果某種物質的氣態形式存在於大氣中，則稱為蒸氣。 低於臨界溫度 如果該物質處於固態，我們就稱之為蒸氣。另一方面，如果一種物質的氣態是… 高於臨界溫度 如果這種物質是氣體，我們就稱它為氣體。
壓力與溫度圖（相圖）
之前，我們用壓力-體積圖解釋了物質的行為。除了壓力-體積圖之外，物質的行為還可以用壓力-溫度圖來解釋。壓力-溫度圖通常被稱為相圖。之所以稱為相圖，是因為它用來比較物質的不同相態。水是一種經常發生相變的物質。
圖中共有三條曲線，分別是蒸發曲線、熔化曲線和昇華曲線。
蒸發曲線顯示了液體和蒸氣達到平衡的點。液體和蒸汽達到平衡的點稱為熔點或沸點（之所以稱為熔點，是因為在該點蒸汽可以液化成水；之所以稱為沸點，是因為在該點水可以沸騰成蒸汽）。因此，蒸發曲線實際上是一個顯示壓力 (P) 與沸點/熔點之間關係的圖表。可以看出，壓力越低，水的沸點越低；壓力越高，水的沸點越高。在 1 大氣壓下，水的沸點為 100°C。 oC. 相反，在 218 大氣壓下，水的沸點為 374 oC.
218 大氣壓的壓力也稱為水的臨界壓力，而 374 大氣壓的溫度也稱為水的臨界壓力。 oC 也被稱為水的臨界溫度。如果蒸氣溫度低於 374 oC，那麼在374的壓力下，蒸氣可以變成液體。 oC. 若溫度高於218℃，任何壓力都無法將蒸氣變成液體。 oC.
熔化曲線顯示了液態和固態達到平衡的點。液態和固態達到平衡的點稱為熔點或凝固點（之所以稱為熔點，是因為在此點冰可以融化成水；之所以稱為凝固點，是因為在此點水可以凍結成冰）。因此，熔化曲線實際上是顯示壓力 (P) 與熔點或凝固點溫度之間關係的圖表。在 1 大氣壓 (atm) 的壓力下，水的凝固點（或冰的熔點）= 0。 oC. 相反，在 218 大氣壓下，水的冰點（或冰的熔點）小於 0。 oC. 注意，在 1 大氣壓下，如果溫度介於 0 和 10 之間，水呈液態。 oC至100 oC. 若在 1 大氣壓下，溫度低於 0，則水為固態。 o如果壓力為 1 大氣壓時，溫度高於攝氏 100 度，則水或水以蒸氣的形式存在。 oC.
昇華曲線顯示了固相和氣相達到平衡的點。固相和氣相達到平衡的點稱為昇華點。因此，昇華曲線實際上是一個顯示壓力 (P) 與昇華點溫度之間關係的圖表…昇華是指固體直接轉化為氣態，而不經過液態的過程…通常，昇華只發生在低壓下。冰只有在溫度低於攝氏 0,01 度時才會昇華。 oC 和壓力小於 0,006 atm。三條曲線的交點稱為三相點。
下圖是二氧化碳的相圖。請注意，水相圖和二氧化碳相圖上的刻度並非線性關係。
