Isi
Selama periode berabad-abad dan melalui berbagai percobaan, fisikawan dan ahli kimia telah dapat menghubungkan karakteristik kunci dari gas, termasuk volume yang ditempati (V) dan tekanan yang diberikannya pada penutupnya (P), hingga suhu (T). Hukum gas ideal adalah penyulingan dari temuan eksperimental mereka. Ini menyatakan bahwa PV = nRT, di mana n adalah jumlah mol gas dan R adalah konstanta yang disebut konstanta gas universal. Hubungan ini menunjukkan bahwa, ketika tekanan konstan, volume meningkat seiring suhu, dan ketika volume konstan, tekanan meningkat seiring suhu. Jika tidak ada yang diperbaiki, keduanya meningkat dengan meningkatnya suhu.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Saat Anda memanaskan gas, baik tekanan uapnya maupun volume yang ditempatinya meningkat. Partikel gas individu menjadi lebih energik dan suhu gas meningkat. Pada suhu tinggi, gas berubah menjadi plasma.
Kompor Tekanan dan Balon
Pressure cooker adalah contoh dari apa yang terjadi ketika Anda memanaskan gas (uap air) terbatas pada volume yang tetap. Ketika suhu naik, pembacaan pada pengukur tekanan naik bersamanya sampai uap air mulai keluar melalui katup pengaman. Jika katup pengaman tidak ada di sana, tekanan akan terus meningkat dan akan merusak atau menghancurkan pressure cooker.
Saat Anda meningkatkan suhu gas dalam balon, tekanannya meningkat, tetapi ini hanya berfungsi untuk meregangkan balon dan menambah volumenya. Ketika suhu terus meningkat, balon mencapai batas elastisnya dan tidak bisa lagi mengembang. Jika suhu terus naik, tekanan yang meningkat meledak balon.
Panas Adalah Energi
Gas adalah kumpulan molekul dan atom dengan energi yang cukup untuk melepaskan diri dari kekuatan yang mengikat mereka bersama-sama dalam keadaan cair atau padat. Ketika Anda melampirkan gas dalam wadah, partikel-partikel tersebut saling bertabrakan dan dengan dinding wadah. Kekuatan kolektif tabrakan memberikan tekanan pada dinding wadah. Saat Anda memanaskan gas, Anda menambahkan energi, yang meningkatkan energi kinetik partikel dan tekanan yang diberikan pada wadah. jika wadah tidak ada di sana, energi ekstra akan mendorong mereka untuk terbang lintasan yang lebih besar, secara efektif meningkatkan volume yang mereka tempati.
Penambahan energi panas juga memiliki efek mikroskopis pada partikel yang membentuk gas serta perilaku makroskopis gas secara keseluruhan.Tidak hanya energi kinetik dari setiap partikel meningkat, tetapi getaran internal dan kecepatan rotasi elektronnya juga meningkat. Kedua efek, dikombinasikan dengan peningkatan energi kinetik, membuat gas terasa lebih panas.
Dari Gas ke Plasma
Gas menjadi semakin energik dan lebih panas ketika suhu naik sampai, pada titik tertentu, menjadi plasma. Ini terjadi pada suhu yang terjadi di permukaan matahari, sekitar 6.000 derajat Kelvin (10.340 derajat Fahrenheit). Energi panas tinggi melepaskan elektron dari atom dalam gas, meninggalkan campuran atom netral, elektron bebas dan partikel terionisasi yang menghasilkan dan merespons gaya elektro-magnetik. Karena muatan listrik, partikel-partikel dapat mengalir bersama seolah-olah mereka adalah cairan, dan mereka juga cenderung menggumpal bersama. Karena perilaku aneh ini, banyak ilmuwan menganggap plasma sebagai materi keempat.