Реальные газы отличаются от идеальных тем, что у молекул этих газов являются объем и они связаны между собой силами взаимодействия, имеют электромагнитную и квантовую природу. Отличие свойств реальных газов от идеальных исключило возможность применения к ним в чистом виде законов идеального газа.
При практических расчетах свойств реальных газов широкое применение находит отношения
с = P v / R T (1.109)
Величину с называют коэффициентом сжимаемости.
Для идеальных газов при любых условиях с = 1. Для реальных газов значение коэффициента сжимаемости в зависимости от давления и температуры может быть больше или меньше 1 и только при очень малых давлениях и высоких температурах оно практически равен единице, тогда реальные газы можно рассматривать как идеальные. Исходя с этого коэффициент сжимаемости характеризует отклонение свойств реального газа от свойств идеального.
В связи с различием свойств реального газа от свойств идеального нужно иметь другие уравнения состояния, связывающие бы значение P, v, T и давали бы возможность рассчитывать свойства реальных газов для различных условий. Было предложено много различных уравнений состояния реальных газов, но ни одно из них не решает проблему для общего случая. Вириальни коэффициенты выражаются через потенциальную энергию взаимодействия молекул данного газа и температуру Т. Для газов с нулевого плотностью (идеальный газ) уравнения (1.111) переходит в уравнение Клапейрона.
Однако уравнение (1.110), (1.111) в общем виде не могут быть использованы для непосредственных расчетов реальных газов. Поэтому для отдельных случаев получены расчетные уравнения того или иного реального газа. Из-за сложности вычисления вириальних коэффициентов обычно ограничиваются расчетом первых двух коэффициентов.
Для практических целей пользоваться приведенными уравнениями состояния реального газа неудобно вследствие их сложности и необходимости выполнения трудоемких расчетов. На практике для описания термодинамических свойств реальных технически важных веществ в широкой области параметров состояния возникает необходимость их экспериментального исследования. Среди всех термодинамических параметров непосредственно измерения подлежат давление Р, температура Т и удельный объем v. Вторая часть термодинамических параметров определяется математическим путем. На основе полученных данных строят таблицы и диаграммы, непосредственно и используют. Например, для водяного пара существуют таблицы водяного пара и ентальпийно-энтропийные диаграммы водяного пара.
Во многих отраслях народного хозяйства в качестве рабочего тела используют пары различных веществ (воды, аммиака, углекислого газа, фреонов и др..) И атмосферный воздух. Наиболее дешевыми и легкодоступными газами, которые чаще всего используются, является водяной пар и атмосферный воздух.