密封管里的液面会消失
一根密封管，下半截是液态二氧化碳，上半截是蒸气。沿着合适的条件慢慢加热，那条清楚的液面会越来越难分辨，最后消失。物质仍然留在管里，只是液体与蒸气逐渐变得相似，分隔它们的表面走到了终点。这就是临界点附近的景象。Thomas Andrews 在 1869 年发表了对此的细致研究。
理想气体的图景画不出这样的液面。那里只有不断飞行、撞向器壁的点状分子；温度不变时，压得越紧，压强就平滑上升。这幅图很适合稀薄气体，因为分子大多数时候相隔很远。可一群分子为什么能紧紧聚在一起，成为一滴液体，还需要别的物理。
分子既占地方，也会相互吸引
van der Waals 在 1873 年的博士论文里，把气体与液体看成同一种分子的两种聚集方式。他保留分子的热运动，补上两件事：分子本身占地方；分子之间还有吸引。
可以先想象一个正要撞墙的分子。它身后的分子把它往回拉，撞墙时传过去的动量便可能小于理想气体估算。气体很稀时，这一点拉力影响不大；分子挤得近了，吸引就能帮助它们聚成密集的一团。
但分子也挤不进同一个位置。容器已经很拥挤时，再压掉一点空间会越来越困难。这两种修正方向不同：吸引有利于聚集，占据空间则抵抗过分压缩。再加上不断打散聚集的热运动，气体和液体便有可能出现在同一套近似描述中。
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压活塞时，蒸气可以一点点变成液体
温度低于临界温度时，缓慢压缩蒸气，会有液体出现。此后继续压活塞，体积减少的主要原因，是更多蒸气变成了较密的液体。只要两相仍在平衡共存，温度保持不变，压强就停在相应的饱和值。活塞移动了不少，压强却几乎不变。
直接画出的 van der Waals 曲线，在这一区间会弯出一个回环。其中一段甚至预言，流体膨胀时压强反而升高，这样的均匀状态无法稳定保持。真正的平衡状态要换成一段水平的气液共存线，让两相同样有利；通常用 Maxwell 等面积作图来选这条线。
沿着共存线升温，液体与蒸气的密度差越来越小，到临界点归零。超过这个温度，再用力压，也不会穿过清楚的气液分界。绕过临界点，就能把液态与气态连续接起来。
二氧化碳的临界温度接近摄氏三十一度，比温暖房间再高一点。超过它，单加压便找不回一条清楚的气液表面；要让两相分开，降温同样要紧。Andrews 的测量把这个区别摆到了眼前，凝结理论也必须同时容纳温度与压强的影响。
临界点把问题带向更大的尺度
这套理论让气体与液体的联系变得可以理解，也成为 1910 年物理学奖表彰的贡献。少数几个材料参数，便把复杂的分子作用压缩成了一幅可计算的图景。
临界点附近还有更热闹的事：一大片流体会一起变密，另一片又一起变稀，变化的范围可以远大于分子间距，还会强烈散射光。简单平均周围环境的办法，难以算准这些细节。为什么不同物质到了临界点却显得相似，就需要进一步研究大大小小的涨落，后来 Wilson 的工作从这里接了下去。