На відміну від молекул у рідині або твердій речовині, молекули, що знаходяться в газі, можуть вільно рухатися в просторі, в якому ви їх обмежуєте. Вони літають, час від часу стикаючись один з одним і зі стінками контейнера. Колективний тиск, який вони чинять на стінки контейнера, залежить від кількості енергії, яку вони мають. Вони отримують енергію від спеки в своєму оточенні, тому, якщо температура підвищується, зростає і тиск. Насправді ці дві величини пов’язані законом ідеального газу.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
У жорсткій ємності тиск, який чинить газ, змінюється безпосередньо залежно від температури. Якщо ємність не є жорсткою, об'єм і тиск змінюються залежно від температури відповідно до закону про ідеальний газ.
Закон про ідеальний газ
Отриманий протягом багатьох років завдяки експериментальній роботі ряду людей, закон ідеального газу випливає із закону Бойля та закону Чарльза і Гей-Люссака. Перший стверджує, що при даній температурі (T) тиск (P) газу, помножений на об'єм (V), який він займає, є постійною. Останнє говорить нам, що коли маса газу (n) підтримується постійною, об’єм прямо пропорційний температурі. У своїй остаточній формі закон про ідеальний газ стверджує:
PV = nRT
де R - константа, яка називається ідеальною газовою константою.
Якщо ви підтримуєте постійну масу газу та об’єм ємності, ця залежність говорить вам, що тиск змінюється безпосередньо залежно від температури. Якби ви мали графікувати різні значення температури та тиску, графік був би прямолінійним з позитивним нахилом.
Що робити, якщо бензин не ідеальний
Ідеальний газ - це той, у якому частинки вважаються ідеально пружними і не притягують або відштовхують одна одну. Більше того, передбачається, що самі частинки газу не мають об’єму. Хоча жоден справжній газ не відповідає цим умовам, багато хто наближається настільки, що дозволяє застосувати ці відносини. Однак ви повинні враховувати реальні фактори, коли тиск або маса газу стають дуже високими, або об'єм і температура стають дуже низькими. Для більшості застосувань при кімнатній температурі закон ідеального газу забезпечує достатню апроксимацію поведінки більшості газів.
Як тиск змінюється з температурою
Поки об'єм і маса газу постійні, залежність між тиском і температурою стає:
P = KT
де K - константа, отримана з обсягу, кількості молей газу та ідеальної газової константи. Якщо ви покладете газ, який відповідає ідеальним умовам, в ємність з жорсткими стінками, щоб обсяг не міг змінюватися, ущільніть контейнер і виміряйте тиск на стінки контейнера; ви побачите, що він зменшується при опусканні температури. Оскільки ця залежність є лінійною, вам просто потрібно два показники температури та тиску, щоб провести лінію, з якої ви можете екстраполювати тиск газу за будь-якої заданої температури.
Ця лінійна залежність руйнується при дуже низьких температурах при недосконалій еластичності газу молекули стає досить важливим, щоб впливати на результати, але тиск все одно буде знижуватися, коли ви знижуєте температури. Зв'язок також буде нелінійною, якщо молекули газу досить великі, щоб унеможливити класифікацію газу як ідеального.