Under en period av århundraden och genom flera experiment har fysiker och kemister kunnat relatera viktiga egenskaper hos en gas, inklusive volymen den upptar (V) och trycket som den utövar på dess inneslutning (P), till temperaturen ( T). Den ideala gaslagen är en destillation av deras experimentella fynd. Den säger att PV \u003d nRT, där n är antalet mol i gasen och R är en konstant som kallas universalgasskonstanten. Detta förhållande visar att när trycket är konstant ökar volymen med temperaturen och när volymen är konstant, ökar trycket med temperaturen. Om inget är fixerat ökar de båda med ökande temperatur.
TL; DR (för lång; har inte läst)
När du värmer en gas, både dess ångtryck och volymen upptar ökar. De enskilda gaspartiklarna blir mer energiska och temperaturen på gasen ökar. Vid höga temperaturer förvandlas gasen till en plasma.
Tryckkokare och ballonger
En tryckkokare är ett exempel på vad som händer när du värmer en gas (vattenånga) begränsad till en fast volym. När temperaturen stiger går mätningen på tryckmätaren upp tills vattenångan börjar komma ut genom säkerhetsventilen. Om säkerhetsventilen inte var där skulle trycket fortsätta att öka och skulle skada eller spränga tryckkokaren.
När du höjer temperaturen på en gas i en ballong ökar trycket, men det tjänar bara till att sträck ballongen och öka volymen. När temperaturen fortsätter att stiga når ballongen sin elastiska gräns och kan inte längre expandera. Om temperaturen fortsätter att stiga, spricker det ökande trycket ballongen.
Heat Is Energy -
En gas är en samling molekyler och atomer med tillräckligt med energi för att undkomma krafterna som binder dem samman i vätskan eller fasta tillstånd. När du sluter in en gas i en behållare, kolliderar partiklarna med varandra och med behållarens väggar. Den samlade kraften i kollisionerna utövar tryck på containerväggarna. När du värmer gasen lägger du till energi, vilket ökar partiklarnas kinetiska energi och trycket som de utövar på behållaren. om behållaren inte var där skulle den extra energin få dem att flyga större banor, vilket effektivt ökar volymen de upptar.
Tillägget av värmeenergi har också en mikroskopisk effekt på partiklarna som utgör en gas som liksom på det makroskopiska beteendet hos gasen som helhet. Inte bara ökar den kinetiska energin i varje partikel, utan dess inre vibrationer och rotationshastigheterna för dess elektroner gör också. Båda effekterna, i kombination med ökningen av kinetisk energi, gör att gasen känner sig varmare.
Från gas till plasma