Tartalom
Egy évszázadok során és több kísérlet során a fizikusok és a vegyészek képesek voltak összekapcsolni a gáz főbb jellemzőit, ideértve az általuk elfoglalt térfogatot (V) és a házára gyakorolt nyomást (P), a hőmérsékletet (T). Az ideális gázszabály a kísérleti eredményeik desztillációja. Azt állítja, hogy PV = nRT, ahol n a gáz molszáma és R egy állandó, amelyet univerzális gázállandónak neveznek. Ez a kapcsolat azt mutatja, hogy ha a nyomás állandó, a térfogat növekszik a hőmérséklettel, és amikor a térfogat állandó, a nyomás a hőmérséklettel növekszik. Ha egyik sem rögzül, akkor mindkettő növekszik a hőmérséklet emelkedésével.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Ha felmelegít egy gázt, növekszik mind annak gőznyomása, mind az elfoglalt térfogata. Az egyes gázrészecskék energikusabbá válnak, és a gáz hőmérséklete megemelkedik. Magas hőmérsékleten a gáz plazmává alakul.
Nyomásfőzők és léggömbök
A nyomásfőző egy példa arra, ami történik, ha egy meghatározott térfogatú gázt (vízgőzt) melegítünk. A hőmérséklet emelkedésével a manométer leolvasása addig növekszik, amíg a vízgőz elindul a biztonsági szelepen keresztül. Ha a biztonsági szelep ott nem lenne, a nyomás tovább növekszik, és megsértheti vagy felrobbanthatja a főzőlapot.
Amikor megemeli a ballonban lévő gáz hőmérsékletét, a nyomás növekszik, de ez csak a ballon nyújtására és a térfogat növelésére szolgál. A hőmérséklet emelkedésével a ballon eléri rugalmassági határát, és már nem tud kibővülni. Ha a hőmérséklet tovább emelkedik, a növekvő nyomás eltörheti a ballont.
A hő energia
A gáz olyan molekulák és atomok gyűjteménye, amelyeknek elegendő energiája van ahhoz, hogy elkerülje az erőket, amelyek folyadékban vagy szilárd állapotban összekapcsolják őket. Ha egy tartályba gázt zár, a részecskék ütköznek egymással és a tartály falain. Az ütközések együttes ereje nyomást gyakorol a tartály falára. Amikor felmelegíti a gázt, energiát ad fel, amely növeli a részecskék kinetikus energiáját és a tartályra gyakorolt nyomást. ha a tartály ott lenne, az extra energia arra készteti őket, hogy nagyobb pályákon repüljenek, hatékonyan növelve az általuk elfoglalt térfogatot.
A hőenergia hozzáadása mikroszkopikus hatással van a gázt alkotó részecskékre, valamint a gáz egészének makroszkopikus viselkedésére.Nem csak az egyes részecskék kinetikai energiája növekszik, hanem a belső rezgések és az elektronok forgási sebessége is növekednek. Mindkét hatás, a kinetikus energia növekedésével együtt, melegebbé teszi a gázt.
Gáztól a plazmáig
A gáz egyre energikusabbá és melegebbé válik, amikor a hőmérséklet megemelkedik, amíg egy bizonyos ponton plazmává nem válik. Ez a nap felszínén fellépő hőmérsékleten, kb. 6000 Kelvin fok (10 340 Fahrenheit) fordul elő. A nagy hőenergia az elektronokat a gázban lévő atomoktól megszakítja, így semleges atomok, szabad elektronok és ionizált részecskék keverékét képezi, amely elektromágneses erőket generál és reagál ezekre. Az elektromos töltések miatt a részecskék úgy áramolhatnak együtt, mintha folyadék lennének, és ők is hajlamosak összeilleszkedni. E sajátos viselkedés miatt sok tudós úgy véli, hogy a plazma az anyag negyedik állapota.