За разлика от молекулите в течност или твърдо вещество, тези в газ могат да се движат свободно в пространството, в което ги ограничавате. Те летят наоколо, от време на време се сблъскват един с друг и със стените на контейнера. Колективният натиск, който те упражняват върху стените на контейнера, зависи от количеството енергия, която имат. Те получават енергия от топлината в заобикалящата ги среда, така че ако температурата се повиши, нараства и налягането. Всъщност двете величини са свързани от закона за идеалния газ.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
В твърд контейнер налягането, упражнявано от газ, варира директно в зависимост от температурата. Ако контейнерът не е твърд, както обемът, така и налягането варират в зависимост от температурата според закона за идеалния газ.
Законът за идеалния газ
Изведен за период от години чрез експериментална работа на редица индивиди, законът за идеалния газ следва от закона на Бойл и закона на Чарлз и Гей-Люсак. Първият гласи, че при дадена температура (T) налягането (P) на газ, умножено по обема (V), който заема, е константа. Последното ни казва, че когато масата на газа (n) се поддържа постоянна, обемът е право пропорционален на температурата. В своята окончателна форма законът за идеалния газ гласи:
PV = nRT
където R е константа, наречена константа на идеалния газ.
Ако поддържате масата на газа и обемът на резервоара постоянни, тази връзка ви казва, че налягането варира директно в зависимост от температурата. Ако трябва да графирате различни стойности на температурата и налягането, графиката ще бъде права линия с положителен наклон.
Ами ако бензинът не е идеален
Идеален газ е този, при който частиците се приемат за идеално еластични и не се привличат или отблъскват една друга. Освен това се предполага, че самите частици газ нямат обем. Въпреки че никой реален газ не отговаря на тези условия, мнозина се приближават достатъчно, за да направят възможно прилагането на тази връзка. Трябва обаче да вземете предвид реалните фактори, когато налягането или масата на газа стане много висока или обемът и температурата станат много ниски. За повечето приложения при стайна температура законът за идеалния газ осигурява достатъчно добро сближаване на поведението на повечето газове.
Как налягането варира с температурата
Докато обемът и масата на газа са постоянни, връзката между налягането и температурата става:
P = KT
където K е константа, получена от обема, броя молове газ и идеалната газова константа. Ако поставите газ, който отговаря на идеалните условия за газ, в контейнер с твърди стени, така че обемът да не може да се промени, запечатайте контейнера и измерете налягането върху стените на контейнера, ще видите, че намалява, когато спускате температура. Тъй като тази връзка е линейна, просто се нуждаете от две отчитания на температурата и налягането, за да начертаете линия, от която можете да екстраполирате налягането на газа при всяка дадена температура.
Тази линейна връзка се разрушава при много ниски температури, когато несъвършената еластичност на газа молекулите става достатъчно важен, за да повлияе на резултатите, но налягането все още ще намалява, докато понижавате температура. Връзката също ще бъде нелинейна, ако молекулите на газа са достатъчно големи, за да изключат класифицирането на газа като идеален.