המונח "גזים אמיתיים" בקרב כימאים ופיזיקאים משמש לכנות גזים כאלה, שתכונותיהם תלויות באופן הישיר ביותר באינטראקציה הבין-מולקולרית שלהם. למרות שבכל ספר עיון מיוחד אפשר לקרוא ששומה אחת של חומרים אלה בתנאים רגילים ובמצב יציב תופסת נפח של כ-22.41108 ליטר. הצהרה כזו נכונה רק לגבי הגזים ה"אידיאליים" כביכול, אשר עבורם, בהתאם למשוואת קלפיירון, כוחות המשיכה ההדדית ודחייה של מולקולות אינם פועלים, והנפח התפוס על ידי אלה הוא ערך זניח..
כמובן, חומרים כאלה אינם קיימים בטבע, ולכן כל הטיעונים והחישובים הללו הם תיאורטיים בלבד. אבל גזים אמיתיים, החורגים במידה זו או אחרת מחוקי האידיאליות, נמצאים כל הזמן. בין המולקולות של חומרים כאלה יש תמיד כוחות משיכה הדדיים, מה שמרמז שנפחם שונה במקצת ממודל מושלם נגזר. יתרה מכך, לכל הגזים האמיתיים יש דרגות שונות של סטייה מהאידיאליות.
אבל יש כאן מגמה מאוד ברורה: ככל שנקודת הרתיחה של חומר קרובה יותר לאפס מעלות צלזיוס, כך התרכובת הזו תהיה שונה מהדגם האידיאלי. משוואת המדינה לגז אמיתי, בבעלותו של הפיזיקאי ההולנדי יוהנס דידריק ואן דר וואלס, נגזרה על ידו ב-1873. הנוסחה הזו, בעלת הצורה (p + n2a/V2) (V – nb)=nRT, הושוותה ל- משוואת קלפיירון (pV=nRT), נקבעה בניסוי. הראשון שבהם לוקח בחשבון את כוחות האינטראקציה המולקולרית, המושפעים לא רק מסוג הגז, אלא גם מנפחו, צפיפותו ולחץו. התיקון השני קובע את המשקל המולקולרי של חומר.
התאמות אלו רוכשות את התפקיד המשמעותי ביותר בלחץ גז גבוה. לדוגמה, עבור חנקן במדד של 80 atm. החישובים יהיו שונים מהאידיאלי בכחמישה אחוזים, ועם עלייה בלחץ לארבע מאות אטמוספרות, ההפרש כבר יגיע למאה אחוז. מכאן נובע שהחוקים של מודל גז אידיאלי הם מקורבים מאוד. הסטייה מהם היא כמותית ואיכותית כאחד. הראשון מתבטא בעובדה שמשוואת Clapeyron נצפית עבור כל החומרים הגזים האמיתיים בקירוב מאוד. הסטיות האיכותיות הן הרבה יותר עמוקות.
גזים אמיתיים עשויים בהחלט להיות מומרים ולנוזל, ולמצב צבירה מוצק, מה שלא יהיה אפשרי אם הם ימלאו בקפדנות את משוואת קלפיירון. כוחות בין-מולקולריים הפועלים על חומרים כאלה מובילים ליצירת תרכובות כימיות שונות. שוב, זה לא אפשרי במערכת גז אידיאלית תיאורטית. הקשרים הנוצרים בדרך זו נקראים קשרים כימיים או ערכיים. במקרה שבו גז אמיתי מיונן, מתחילים להופיע בו כוחות המשיכה של קולומב, שקובעים את התנהגותה, למשל, של פלזמה, שהיא חומר מיונן מעין-נייטרלי. זה רלוונטי במיוחד לאור העובדה שפיזיקת הפלזמה כיום היא דיסציפלינה מדעית עצומה המתפתחת במהירות, בעלת יישום רחב ביותר באסטרופיזיקה, התיאוריה של התפשטות אותות גלי רדיו ובעיית התגובות הגרעיניות והתרמו-גרעיניות מבוקרות.
קשרים כימיים בגזים אמיתיים מטבעם אינם שונים למעשה מכוחות מולקולריים. גם אלה וגם אחרים, בגדול, מצטמצמים לאינטראקציה החשמלית בין מטענים יסודיים, שממנה בנוי כל המבנה האטומי והמולקולרי של החומר. עם זאת, הבנה מלאה של כוחות מולקולריים וכימיים התאפשרה רק עם הופעת מכניקת הקוונטים.
כדאי להכיר בכך שלא ניתן ליישם בפועל כל מצב של חומר התואם את המשוואה של הפיזיקאי ההולנדי. זה גם דורש את הגורם של היציבות התרמודינמית שלהם. אחד התנאים החשובים ליציבות כזו של חומר הוא זה בבמשוואת הלחץ האיזותרמית יש להקפיד על נטייה לירידה בנפח הכולל של הגוף. במילים אחרות, ככל שהערך של V עולה, כל האיזותרמים של הגז האמיתי חייבים לרדת בהתמדה. בינתיים, בחלקות האיזותרמיות של ואן דר ואלס, נצפים קטעים עולים מתחת לסימון הטמפרטורה הקריטי. נקודות השוכנות באזורים כאלה מתאימות למצב לא יציב של חומר, שלא ניתן למימוש בפועל.
