Fizikçiler ve kimyagerler, yüzyıllar boyunca ve çok sayıda deney yoluyla, anahtar kavramları ilişkilendirebildiler. kapladığı hacim (V) ve mahfazasına uyguladığı basınç (P) dahil olmak üzere bir gazın özellikleri, sıcaklık (T). İdeal gaz yasası, deneysel bulgularının damıtılmasıdır. PV = nRT olduğunu belirtir; burada n, gazın mol sayısıdır ve R, evrensel gaz sabiti olarak adlandırılan bir sabittir. Bu ilişki, basınç sabit olduğunda hacmin sıcaklıkla arttığını ve hacim sabit olduğunda basıncın sıcaklıkla arttığını gösterir. İkisi de sabit değilse, artan sıcaklıkla ikisi de artar.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Bir gazı ısıttığınızda hem buhar basıncı hem de kapladığı hacim artar. Tek tek gaz parçacıkları daha enerjik hale gelir ve gazın sıcaklığı artar. Yüksek sıcaklıklarda, gaz bir plazmaya dönüşür.
Düdüklü Tencereler ve Balonlar
Bir düdüklü tencere, sabit bir hacimle sınırlı bir gazı (su buharı) ısıttığınızda ne olduğuna bir örnektir. Sıcaklık yükseldikçe, basınç göstergesindeki okuma, su buharı emniyet valfinden kaçmaya başlayana kadar artar. Emniyet valfi orada olmasaydı, basınç artmaya devam edecek ve düdüklü tencereye zarar verecek veya patlayacaktı.
Bir balondaki gazın sıcaklığını artırdığınızda basınç artar, ancak bu yalnızca balonun gerilmesine ve hacminin artmasına hizmet eder. Sıcaklık yükselmeye devam ettikçe balon elastik sınırına ulaşır ve artık genişleyemez. Sıcaklık yükselmeye devam ederse, artan basınç balonu patlatır.
Isı Enerjidir
Gaz, sıvı veya katı halde onları birbirine bağlayan kuvvetlerden kaçmak için yeterli enerjiye sahip bir molekül ve atom topluluğudur. Gazı bir kaba kapattığınızda, parçacıklar birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpışır. Çarpışmaların toplu kuvveti, kap duvarlarına baskı uygular. Gazı ısıttığınızda, parçacıkların kinetik enerjisini ve kaba uyguladıkları basıncı artıran enerji eklersiniz. konteyner orada olmasaydı, ekstra enerji onları daha büyük yörüngelerde uçmaya teşvik edecek ve kapladıkları hacmi etkili bir şekilde artıracaktı.
Isı enerjisinin eklenmesi, bir bütün olarak gazın makroskopik davranışı üzerinde olduğu kadar, bir gazı oluşturan parçacıklar üzerinde de mikroskobik bir etkiye sahiptir. Her parçacığın yalnızca kinetik enerjisi değil, iç titreşimleri ve elektronlarının dönüş hızları da artar. Her iki etki de kinetik enerjideki artışla birleştiğinde gazın daha sıcak hissetmesini sağlar.
Gazdan Plazmaya
Bir gaz, belirli bir noktada bir plazma haline gelene kadar sıcaklık arttıkça giderek daha enerjik ve daha sıcak hale gelir. Bu, güneşin yüzeyinde meydana gelen sıcaklıklarda, yaklaşık 6.000 derece Kelvin (10.340 derece Fahrenheit) meydana gelir. Yüksek ısı enerjisi, elektronları gazdaki atomlardan ayırır ve geriye, elektro-manyetik kuvvetler oluşturan ve tepki veren nötr atomlar, serbest elektronlar ve iyonize parçacıklardan oluşan bir karışım bırakır. Elektrik yükleri nedeniyle, parçacıklar bir sıvıymış gibi birlikte akabilir ve aynı zamanda bir araya toplanma eğilimi gösterirler. Bu tuhaf davranış nedeniyle, birçok bilim adamı plazmayı maddenin dördüncü hali olarak kabul eder.