Per kelis šimtmečius ir atlikdami daugybę eksperimentų fizikai ir chemikai sugebėjo susieti raktą dujų savybes, įskaitant jos užimamą tūrį (V) ir slėgį, kurį jos daro savo gaubte (P), temperatūra (T). Idealus dujų įstatymas yra jų eksperimentinių išvadų distiliavimas. Jame teigiama, kad PV = nRT, kur n yra dujų molių skaičius, o R yra konstanta, vadinama visuotine dujų konstanta. Šis ryšys rodo, kad kai slėgis yra pastovus, tūris didėja priklausomai nuo temperatūros, o kai tūris yra pastovus, slėgis didėja kartu su temperatūra. Jei nei vienas, nei kitas nėra fiksuotas, jie abu didėja didėjant temperatūrai.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Kaitinant dujas, padidėja ir jų garų slėgis, ir užimamas tūris. Atskiros dujų dalelės tampa energingesnės, o dujų temperatūra pakyla. Esant aukštai temperatūrai dujos virsta plazma.
Aukšto slėgio viryklės ir balionai
Spaudos viryklė yra pavyzdys to, kas vyksta kaitinant dujas (vandens garus), apribotas iki fiksuoto tūrio. Kai temperatūra pakyla, slėgio matuoklio rodmenys auga kartu, kol vandens garai pradeda išeiti pro apsauginį vožtuvą. Jei apsauginio vožtuvo nebūtų, slėgis vis didėtų ir sugadintų arba susprogdintų greitpuodį.
Padidinus oro baliono temperatūrą, slėgis padidėja, tačiau tai tik balionui ištempti ir garsumui padidinti. Temperatūrai ir toliau kylant, balionas pasiekia elastingumo ribą ir nebegali išsiplėsti. Jei temperatūra vis kyla, didėjantis slėgis sprogo balioną.
Šiluma yra energija
Dujos yra molekulių ir atomų rinkinys, turintis pakankamai energijos, kad išvengtų jėgų, jungiančių jas skystoje ar kietoje būsenoje. Kai uždedate dujas į indą, dalelės susiduria viena su kita ir su indo sienelėmis. Kolektyvinė susidūrimų jėga daro įtaką konteinerio sienelėms. Kaitindami dujas, pridedate energijos, kuri padidina dalelių kinetinę energiją ir slėgį, kurį jos daro ant indo. jei konteinerio nebūtų, papildoma energija paskatintų juos skristi didesnėmis trajektorijomis, efektyviai padidinant jų užimamą tūrį.
Šilumos energijos pridėjimas taip pat turi mikroskopinį poveikį dalelėms, sudarančioms dujas, taip pat makroskopiniam dujų, kaip visumos, elgesiui. Didėja ne tik kiekvienos dalelės kinetinė energija, bet ir vidinės vibracijos bei elektronų sukimosi greitis. Dėl abiejų efektų kartu su kinetinės energijos padidėjimu dujos tampa karštesnės.
Nuo dujų iki plazmos
Temperatūrai pakilus, dujos tampa vis energingesnės ir karštesnės, kol tam tikru momentu jos tampa plazma. Tai įvyksta esant temperatūrai, atsirandančiai ant saulės paviršiaus, apie 6000 laipsnių Kelvino (10 340 laipsnių pagal Celsijų). Didelė šilumos energija pašalina elektronus nuo dujose esančių atomų, palikdama neutralių atomų, laisvųjų elektronų ir jonizuotų dalelių mišinį, kuris generuoja ir reaguoja į elektromagnetines jėgas. Dėl elektrinių krūvių dalelės gali tekėti kartu tarsi skystis, be to, jos taip pat linksta susikaupti. Dėl šio savito elgesio daugelis mokslininkų plazmą laiko ketvirta materijos būsena.