गैस को गर्म करने पर क्या होता है?

सदियों की अवधि में और कई प्रयोगों के माध्यम से, भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ कुंजी को जोड़ने में सक्षम हुए हैं एक गैस की विशेषताएं, जिसमें वह मात्रा (V) और उसके बाड़े (P) पर उसके द्वारा डाले गए दबाव सहित, to तापमान (टी)। आदर्श गैस कानून उनके प्रयोगात्मक निष्कर्षों का आसवन है। यह बताता है कि PV = nRT, जहाँ n गैस के मोलों की संख्या है और R एक स्थिरांक है जिसे सार्वत्रिक गैस स्थिरांक कहा जाता है। यह संबंध दर्शाता है कि जब दबाव स्थिर होता है, तो तापमान के साथ आयतन बढ़ता है, और जब आयतन स्थिर होता है, तो तापमान के साथ दबाव बढ़ता है। यदि दोनों में से कोई भी निश्चित नहीं है तो वे दोनों बढ़ते तापमान के साथ बढ़ते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

जब आप किसी गैस को गर्म करते हैं, तो उसका वाष्प दाब और उसका आयतन दोनों बढ़ जाते हैं। व्यक्तिगत गैस कण अधिक ऊर्जावान हो जाते हैं और गैस का तापमान बढ़ जाता है। उच्च तापमान पर, गैस प्लाज्मा में बदल जाती है।

प्रेशर कुकर इस बात का उदाहरण है कि जब आप एक निश्चित आयतन तक सीमित गैस (जलवाष्प) को गर्म करते हैं तो क्या होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, प्रेशर गेज पर रीडिंग उसके साथ तब तक बढ़ती जाती है जब तक कि सेफ्टी वॉल्व से जलवाष्प निकलना शुरू नहीं हो जाता। अगर सेफ्टी वॉल्व नहीं होता तो प्रेशर बढ़ता रहता और प्रेशर कुकर खराब या फट जाता।

जब आप गुब्बारे में गैस का तापमान बढ़ाते हैं, तो दबाव बढ़ जाता है, लेकिन यह केवल गुब्बारे को फैलाने और आयतन बढ़ाने का काम करता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गुब्बारा अपनी लोचदार सीमा तक पहुँच जाता है और अब विस्तार नहीं कर सकता है। यदि तापमान बढ़ता रहता है, तो बढ़ता दबाव गुब्बारा फट जाता है।

एक गैस अणुओं और परमाणुओं का एक संग्रह है जिसमें पर्याप्त ऊर्जा होती है ताकि वे उन बलों से बच सकें जो उन्हें तरल या ठोस अवस्था में एक साथ बांधते हैं। जब आप किसी कंटेनर में गैस डालते हैं, तो कण आपस में और कंटेनर की दीवारों से टकराते हैं। टक्करों का सामूहिक बल कंटेनर की दीवारों पर दबाव डालता है। जब आप गैस को गर्म करते हैं, तो आप ऊर्जा जोड़ते हैं, जिससे कणों की गतिज ऊर्जा और कंटेनर पर उनका दबाव बढ़ जाता है। यदि कंटेनर वहां नहीं होता, तो अतिरिक्त ऊर्जा उन्हें बड़े प्रक्षेपवक्रों को उड़ाने के लिए प्रेरित करती, प्रभावी रूप से उनके कब्जे वाले वॉल्यूम को बढ़ाती।

ऊष्मा ऊर्जा के जुड़ने से उन कणों पर भी सूक्ष्म प्रभाव पड़ता है जो गैस का निर्माण करते हैं और साथ ही साथ गैस के स्थूल व्यवहार पर भी। न केवल प्रत्येक कण की गतिज ऊर्जा बढ़ती है, बल्कि उसके आंतरिक कंपन और उसके इलेक्ट्रॉनों के घूमने की गति भी बढ़ती है। दोनों प्रभाव, गतिज ऊर्जा में वृद्धि के साथ, गैस को गर्म महसूस कराते हैं।

जब तक तापमान एक निश्चित बिंदु पर प्लाज्मा नहीं बन जाता, तब तक गैस तेजी से ऊर्जावान और गर्म हो जाती है। यह तापमान पर होता है जो सूर्य की सतह पर होता है, लगभग 6,000 डिग्री केल्विन (10,340 डिग्री फ़ारेनहाइट)। उच्च ताप ऊर्जा गैस में परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को छीन लेती है, जिससे तटस्थ परमाणुओं, मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनित कणों का मिश्रण निकलता है जो विद्युत-चुंबकीय बलों को उत्पन्न और प्रतिक्रिया करता है। विद्युत आवेशों के कारण, कण एक साथ प्रवाहित हो सकते हैं जैसे कि वे एक तरल पदार्थ हों, और वे आपस में टकराते भी हैं। इस अजीबोगरीब व्यवहार के कारण, कई वैज्ञानिक प्लाज्मा को पदार्थ की चौथी अवस्था मानते हैं।