Évszázadok alatt és több kísérlet révén a fizikusok és a kémikusok képesek voltak kapcsolatba hozni a kulcsot a gáz jellemzői, beleértve az általa elfoglalt térfogatot (V) és a kamrájára gyakorolt nyomást (P), hőmérséklet (T). Az ideális gáztörvény kísérleti eredményeik lepárlása. Megállapítja, hogy PV = nRT, ahol n a gáz móljainak száma, R pedig az univerzális gázállandónak nevezett konstans. Ez az összefüggés azt mutatja, hogy ha állandó a nyomás, akkor a térfogat növekszik a hőmérséklettel, és ha a térfogat állandó, akkor a nyomás a hőmérséklet hatására növekszik. Ha egyik sem rögzül, mindkettő növekszik a hőmérséklet növekedésével.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A gáz melegítésekor mind a gőznyomása, mind az elfoglalt térfogata nő. Az egyes gázrészecskék energikusabbá válnak, és a gáz hőmérséklete nő. Magas hőmérsékleten a gáz plazmává alakul.
Tűzhelyek és léggömbök
A gyorsfőző egy példa arra, hogy mi történik, ha fix térfogatú gázt (vízgőzt) melegít. A hőmérséklet emelkedésével a nyomásmérő leolvasása addig emelkedik, amíg a vízgőz ki nem kezd távozni a biztonsági szelepen keresztül. Ha a biztonsági szelep nem lenne ott, akkor a nyomás folyamatosan növekedne, és megrongálná vagy felrobbantaná a gyorsfőzőt.
Ha egy ballonban növeli egy gáz hőmérsékletét, a nyomás növekszik, de ez csak a ballon nyújtására és a térfogat növelésére szolgál. Amint a hőmérséklet folyamatosan emelkedik, a ballon eléri a rugalmassági határát, és már nem tágulhat. Ha a hőmérséklet folyamatosan emelkedik, az egyre növekvő nyomás kitöri a ballont.
A hő az energia
A gáz olyan molekulák és atomok összessége, amelyek elegendő energiával képesek elmenekülni az őket összekötő erőktől folyékony vagy szilárd állapotban. Amikor egy gázt tartályba zár, a részecskék ütköznek egymással és a tartály falával. Az ütközések együttes ereje nyomást gyakorol a tartály falaira. Amikor felmelegíti a gázt, energiát ad hozzá, amely növeli a részecskék mozgási energiáját és a tartályon kifejtett nyomást. ha a konténer nem lenne ott, a többlet energia nagyobb pályák repülésére késztetné őket, hatékonyan növelve az általuk elfoglalt mennyiséget.
A hőenergia hozzáadása mikroszkópos hatást gyakorol a gázt alkotó részecskékre, valamint a gáz egészének makroszkopikus viselkedésére is. Nemcsak az egyes részecskék kinetikus energiája növekszik, hanem a belső rezgései és az elektronok forgási sebessége is. Mindkét hatás, a kinetikus energia növekedésével együtt, forróbbá teszi a gázt.
Gáztól a plazmáig
A gáz egyre energikusabb és forróbb lesz, amikor a hőmérséklet emelkedik, amíg egy bizonyos ponton plazmává válik. Ez a nap felszínén előforduló hőmérsékleten fordul elő, körülbelül 6000 Kelvin fokon (10 340 Fahrenheit fok). A nagy hőenergia leveti az elektronokat a gáz atomjairól, így semleges atomok, szabad elektronok és ionizált részecskék keveréke marad el, amely elektromágneses erőket generál és reagál. Az elektromos töltések miatt a részecskék úgy áramolhatnak össze, mintha folyadék lennének, és hajlamosak összecsapódni. E különös viselkedés miatt sok tudós a plazmát az anyag negyedik állapotának tekinti.