Gasmoleküle halten Abstand zueinander und sind in ständiger Bewegung. Sie bewegen sich weiter in eine Richtung, bis sie mit einem Objekt in Kontakt kommen. Gas dehnt sich aus, wenn es in einen geschlossenen Behälter gefüllt wird. Die Moleküle bewegen sich weiter und füllen den Behälter. Sie schlagen gegen die Seiten des Behälters und jeder Schlag erzeugt Druck. Drei Faktoren beeinflussen den Druck des geschlossenen Behälters.
Druckgrundlagen
Der Gasdruck in einem geschlossenen Behälter ist das Ergebnis des Auftreffens der Gasmoleküle auf das Innere des Behälters. Die Moleküle bewegen sich umher und versuchen, aus dem Behälter zu entkommen. Wenn sie nicht entkommen können, schlagen sie gegen die Innenwand und hüpfen dann herum. Je mehr Moleküle auf die Innenwand des Behälters treffen, desto höher ist der Druck. Dieses Konzept repräsentiert die kinetische Gastheorie.
Die Hitze aufdrehen
Eine Temperaturänderung beeinflusst den Druck in einem geschlossenen Behälter. Erhöhen Sie die Temperatur und der Druck steigt. Dies geschieht aufgrund der erhöhten Bewegung der Gasmoleküle. Verdoppeln Sie die Temperatur, und Sie verdoppeln den Druck. Dies erklärt, warum Aerosoldosen Warnungen vor Hitzeeinwirkung haben. Werfen Sie eine Aerosoldose in ein Feuer und sie explodiert, sobald ihre Wände dem erhöhten Druck ihres Inhalts nicht mehr standhalten. Zwei französische Wissenschaftler, Jacques Charles und Joseph Louis Gay-Lussac, demonstrierten dieses Prinzip zuerst; das Gesetz, das es erklärt, trägt ihre Namen.
Mehr Druck, geringeres Volumen
Das Volumen eines Gases und sein Druck stehen in einem umgekehrten Verhältnis. Verringern Sie die Lautstärke und der Druck steigt. Diese Beziehung wird zu Ehren von Robert Boyle als Boyle-Gesetz bezeichnet, der zuerst beobachtete, dass ein erhöhter Druck das Volumen senkte. Wenn das Volumen eines Gases abnimmt, werden die Gasmoleküle enger zusammengedrängt, aber ihre Bewegung geht weiter. Sie haben einen geringeren Weg zurückzulegen, um auf die Behälterwände aufzuprallen, sodass sie häufiger auftreffen und so mehr Druck erzeugen. Dieser Faktor ist die Grundlage für den Automobilkolben. Es verdichtet das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder und erhöht dadurch den Druck im Zylinder.
Dichte des Gases
Erhöhen Sie die Anzahl der Partikel in einem Behälter und der Druck des Systems innerhalb des Behälters steigt. Mehr Moleküle bedeuten mehr Schläge gegen die Behälterwände. Wenn Sie die Anzahl der Partikel erhöhen, haben Sie die Dichte des Gases erhöht. Dieser dritte Faktor ist Teil des idealen Gasgesetzes, das erklärt, wie diese drei Faktoren – Temperatur, Volumen und Dichte – miteinander interagieren.