Према кинетичкој молекуларној теорији, гас се састоји од великог броја ситних молекула, сви у сталном случајном кретању, сударајући се једни са другима и контејнером који их држи. Притисак је нето резултат силе тих судара о зид контејнера, а температура одређује укупну брзину молекула. Неколико научних експеримената илуструје однос између температуре, притиска и запремине гаса.
Балон у течном азоту
Течни азот је јефтин течни гас доступан од већине индустријских дистрибутера за заваривање; његова изузетно ниска температура омогућава вам драматично демонстрирање неколико принципа кинетичке молекуларне теорије. Иако је релативно сигуран, рад са њим захтева употребу криогених рукавица и заштитних наочара. Набавите неколико литара течног азота и отворену посуду од стиропора као што је хладњак за пикник. Напухајте забавни балон и завежите га. Сипајте течни азот у посуду и ставите балон на врх течности. За неколико тренутака видећете како се балон приметно смањује док не постане потпуно испухан. Екстремна хладноћа успорава молекуле у гасу, што такође смањује притисак и запремину. Пажљиво извадите балон из посуде и поставите га на под. Како се загреје, шириће се на некадашњу величину.
Притисак и запремина са константном температуром
Ако полако мењате запремину посуде са гасом, притисак се такође мења, али температура остаје стабилна. Да бисте то показали, потребан вам је херметички затворен шприц означен у милилитрима и манометар. Прво повуците шприцу тако да је клип на највишој ознаци. Забележите очитавање притиска и запремину шприца. Притисните клип шприца за 1 милилитар и запишите притисак и запремину. Поновите поступак неколико пута. Када помножите јачину звука са притиском за свако очитавање, требали бисте добити исти нумерички резултат. Овај експеримент илуструје Боилеов закон, који каже да када су температуре константне, производ притиска и температуре су такође константни.
Компресијски упаљач
Компресијски упаљач је демонстрациони уређај који се састоји од клипа унутар затвореног прозирног цилиндра. Ако у цилиндар ставите комад папирнатог папира и завртите поклопац, а затим руком ударите у дршку клипа, акција брзо стисне ваздух изнутра. Ово ствара стање које се назива адијабатско загревање: изненада затворен у мањем простору, ваздух постаје довољно врућ да запали папир.
Процена апсолутне нуле
Апарат константне запремине састоји се од металне сијалице са причвршћеним манометром. Сијалица садржи ваздух под притиском од 14,7 ПСИ. Помоћу овог уређаја можете да процените притисак када је температура апсолутна нула. Да бисте то урадили, требаће вам три контејнера: један који садржи кључалу воду, други који садржи ледену воду и трећи који садржи течни азот. Потопите металну сијалицу у купатило са топлом водом и сачекајте неколико минута да се температура стабилизује. Запишите притисак назначен на манометру, заједно са температуром у келвинима - 373. Затим ставите сијалицу у ледено водено купатило и поново забележите притисак и температуру, 273 келвина. Поновити са течним азотом на 77 келвина. Графичким папиром обележите забележене тачке притиском на и оси и температуром на к оси. Требали бисте бити у стању да повучете прилично праву линију кроз тачке које пресецају осу и, показујући притисак када је температура нула келвина.
