เนื้อหา
ตลอดระยะเวลาหลายศตวรรษและผ่านการทดลองหลายครั้งนักฟิสิกส์และนักเคมีสามารถเชื่อมโยงลักษณะสำคัญของก๊าซรวมถึงปริมาตรที่มันครอบครอง (V) และความดันที่มันมีอยู่ในตู้ (P) ถึงอุณหภูมิ (T) กฎหมายแก๊สอุดมคติคือการกลั่นผลการทดลองของพวกเขา มันบอกว่า PV = nRT โดยที่ n คือจำนวนโมลของก๊าซและ R คือค่าคงที่ที่เรียกว่าค่าคงที่ของก๊าซสากล ความสัมพันธ์นี้แสดงว่าเมื่อแรงดันคงที่ปริมาตรเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิและเมื่อปริมาตรคงที่ความดันจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ หากไม่ได้รับการแก้ไขพวกเขาทั้งสองจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
เมื่อคุณให้ความร้อนกับแก๊สทั้งความดันไอและปริมาณจะเพิ่มขึ้น อนุภาคของก๊าซแต่ละตัวจะมีพลังมากขึ้นและอุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิสูงก๊าซจะเปลี่ยนเป็นพลาสมา
หม้อหุงความดันและลูกโป่ง
หม้อหุงความดันเป็นตัวอย่างของสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณให้ความร้อนก๊าซ (ไอน้ำ) ที่ จำกัด อยู่ในปริมาตรคงที่ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นการอ่านค่าของเกจวัดความดันจะสูงขึ้นจนกระทั่งไอน้ำเริ่มไหลผ่านวาล์วนิรภัย หากวาล์วนิรภัยไม่อยู่ที่นั่นแรงดันก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และจะเกิดความเสียหายหรือระเบิดหม้อความดัน
เมื่อคุณเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซในบอลลูนความดันจะเพิ่มขึ้น แต่จะทำหน้าที่ยืดบอลลูนและเพิ่มระดับเสียงเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องบอลลูนถึงขีด จำกัด ยืดหยุ่นและไม่สามารถขยายได้อีกต่อไป หากอุณหภูมิยังคงเพิ่มขึ้นความดันที่เพิ่มขึ้นจะระเบิดบอลลูน
ความร้อนคือพลังงาน
ก๊าซคือชุดของโมเลกุลและอะตอมที่มีพลังงานมากพอที่จะหนีจากแรงที่ยึดติดกันเข้าด้วยกันในสถานะของเหลวหรือของแข็ง เมื่อคุณใส่ก๊าซในภาชนะอนุภาคจะชนกันและกับผนังของภาชนะ แรงรวมของการชนจะเกิดแรงกดบนผนังภาชนะ เมื่อคุณให้ความร้อนก๊าซคุณเพิ่มพลังงานซึ่งจะเพิ่มพลังงานจลน์ของอนุภาคและความดันที่พวกเขาออกแรงบนภาชนะ ถ้าภาชนะบรรจุอยู่ที่นั่นพลังงานพิเศษจะชักจูงพวกเขาให้เคลื่อนที่ด้วยวิถีที่ใหญ่ขึ้นทำให้เพิ่มปริมาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้พลังงานความร้อนยังมีผลต่อกล้องจุลทรรศน์ในอนุภาคที่ประกอบด้วยก๊าซเช่นเดียวกับพฤติกรรมที่มีขนาดใหญ่ของก๊าซโดยรวมพลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละชนิดไม่เพียงเพิ่มขึ้น แต่ยังมีการสั่นสะเทือนภายในและความเร็วในการหมุนของอิเล็กตรอนอีกด้วย ผลทั้งสองรวมกับการเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์ทำให้ก๊าซรู้สึกร้อน
จากแก๊สถึงพลาสมา
ก๊าซจะมีพลังงานมากขึ้นและร้อนขึ้นเรื่อย ๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจนถึงจุดหนึ่งมันจะกลายเป็นพลาสมา สิ่งนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ประมาณ 6,000 องศาเคลวิน (10,340 องศาฟาเรนไฮต์) พลังงานความร้อนสูงจะดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมในก๊าซทำให้เกิดการรวมตัวกันของอะตอมที่เป็นกลางอิเล็กตรอนอิสระและอนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออนที่สร้างและตอบสนองต่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากประจุไฟฟ้าอนุภาคสามารถไหลไปด้วยกันราวกับว่ามันเป็นของไหลและพวกมันก็มีแนวโน้มที่จะรวมตัวกัน เนื่องจากพฤติกรรมที่แปลกประหลาดนี้นักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดว่าพลาสมาเป็นสถานะที่สี่ของสสาร