Gedurende een periode van eeuwen en door meerdere experimenten, hebben fysici en chemici de belangrijkste kenmerken van een gas kunnen relateren, inclusief het volume dat het inneemt (V) en de druk die het uitoefent op zijn behuizing (P), tot temperatuur (T). De ideale gaswet is een destillatie van hun experimentele bevindingen. Het stelt dat PV = nRT, waarbij n het aantal mol van het gas is en R een constante is die de universele gasconstante wordt genoemd. Deze relatie laat zien dat, wanneer de druk constant is, het volume toeneemt met de temperatuur en als het volume constant is, neemt de druk toe met de temperatuur. Als geen van beiden vast is, nemen ze beide toe met toenemende temperatuur.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Wanneer u een gas verwarmt, zijn zowel de dampdruk als het volume bezet toename. De afzonderlijke gasdeeltjes worden energieker en de temperatuur van het gas neemt toe. Bij hoge temperaturen verandert het gas in een plasma.

Snelkookpan en ballonnen

Een snelkookpan is een voorbeeld van wat er gebeurt als je een gas (waterdamp) verhit tot een vast volume . Naarmate de temperatuur stijgt, stijgt de meetwaarde op de manometer totdat de waterdamp door de veiligheidsklep begint te ontsnappen. Als de veiligheidsklep er niet was, zou de druk blijven stijgen en de snelkookpan beschadigen of laten barsten.

Wanneer u de temperatuur van een gas in een ballon verhoogt, neemt de druk toe, maar dit dient alleen om rekt de ballon uit en vergroot het volume. Naarmate de temperatuur blijft stijgen, bereikt de ballon zijn elastische limiet en kan deze niet langer expanderen. Als de temperatuur stijgt, barst de toenemende druk de ballon.

Heat Is Energy

Een gas is een verzameling moleculen en atomen met voldoende energie om te ontsnappen aan de krachten die ze samenbinden in de vloeibare of vaste toestanden. Wanneer u een gas in een container omsluit, botsen de deeltjes met elkaar en met de wanden van de container. De collectieve kracht van de botsingen oefent druk uit op de wanden van de container. Wanneer je het gas verwarmt, voeg je energie toe, die de kinetische energie van de deeltjes en de druk die ze op de container uitoefenen verhoogt. als de container er niet was, zou de extra energie ze ertoe aanzetten grotere trajecten te vliegen, waardoor het volume dat ze innemen effectief zou toenemen.

De toevoeging van warmte-energie heeft ook een microscopisch effect op de deeltjes die een gas vormen als en ook op het macroscopische gedrag van het gas als geheel. Niet alleen neemt de kinetische energie van elk deeltje toe, maar ook de interne trillingen en de rotatiesnelheden van de elektronen. Beide effecten, in combinatie met de toename van kinetische energie, maken het gas warmer.

Van gas naar plasma

Een gas wordt steeds energieker en heter naarmate de temperatuur stijgt tot, op een bepaald moment , het wordt een plasma. Dit gebeurt bij temperaturen die op het oppervlak van de zon voorkomen, ongeveer 6.000 graden Kelvin (10.340 graden Fahrenheit). De hoge warmte-energie ontdoet de elektronen van de atomen in het gas en laat een mengsel van neutrale atomen, vrije elektronen en geïoniseerde deeltjes achter die elektromagnetische krachten opwekken en erop reageren. Vanwege de elektrische ladingen kunnen de deeltjes samenvloeien alsof ze een vloeistof zijn, en ze hebben ook de neiging om samen te klonteren. Vanwege dit eigenaardige gedrag beschouwen veel wetenschappers een plasma als een vierde staat van materie.