Au cours des siècles et grâce à de multiples expériences, physiciens et chimistes ont pu relier les principales caractéristiques d'un gaz, y compris le volume qu'il occupe (V) et la pression qu'il exerce enceinte (P), à la température (T). La loi des gaz parfaits est une distillation de leurs résultats expérimentaux. Il indique que PV = nRT, où n est le nombre de moles du gaz et R est une constante appelée constante de gaz universelle. Cette relation montre que, lorsque la pression est constante, le volume augmente avec la température, et lorsque le volume est constant, la pression augmente avec la température. Si aucun des deux n'est fixé, ils augmentent tous les deux avec l'augmentation de la température.

TL: DR (trop long, pas lu)

Quand vous chauffez un gaz, sa pression de vapeur et son volume occupe augmente. Les particules de gaz individuelles deviennent plus énergétiques et la température du gaz augmente. À haute température, le gaz se transforme en plasma.

Cuiseurs à pression et ballons

Un autocuiseur est un exemple de ce qui se passe quand on chauffe un gaz (vapeur d'eau) confiné à un volume fixe. . Au fur et à mesure que la température augmente, la lecture sur le manomètre monte jusqu'à ce que la vapeur d'eau commence à s'échapper à travers la soupape de sécurité. Si la soupape de sécurité n'était pas là, la pression augmenterait et endommagerait ou casserait l'autocuiseur.

Quand vous augmentez la température d'un gaz dans un ballon, la pression augmente, mais cela ne sert qu'à étirer le ballon et augmenter le volume. Lorsque la température continue d'augmenter, le ballon atteint sa limite élastique et ne peut plus se dilater. Si la température continue de monter, la pression croissante fait exploser le ballon.

La chaleur est l'énergie

Un gaz est une collection de molécules et d'atomes avec assez d'énergie pour échapper aux forces qui les unissent les états liquides ou solides. Lorsque vous enfermez un gaz dans un conteneur, les particules entrent en collision les unes avec les autres et avec les parois du conteneur. La force collective des collisions exerce une pression sur les parois du conteneur. Lorsque vous chauffez le gaz, vous ajoutez de l'énergie, ce qui augmente l'énergie cinétique des particules et la pression qu'elles exercent sur le récipient. si le conteneur n'existait pas, l'énergie supplémentaire les inciterait à prendre de plus grandes trajectoires, augmentant ainsi le volume qu'elles occupent.

L'apport d'énergie thermique a également un effet microscopique sur les particules qui constituent un gaz ainsi que sur le comportement macroscopique du gaz dans son ensemble. Non seulement l'énergie cinétique de chaque particule augmente, mais ses vibrations internes et les vitesses de rotation de ses électrons le font aussi. Les deux effets, combinés à l'augmentation de l'énergie cinétique, rendent le gaz plus chaud.

Du gaz au plasma

Un gaz devient de plus en plus énergique et chaud à mesure que la température augmente jusqu'à un certain point , ça devient un plasma. Cela se produit à des températures qui se produisent à la surface du soleil, environ 6 000 degrés Kelvin (10 340 degrés Fahrenheit). L'énergie thermique élevée dépouille les électrons des atomes dans le gaz, laissant un mélange d'atomes neutres, d'électrons libres et de particules ionisées qui génère et répond aux forces électromagnétiques. En raison des charges électriques, les particules peuvent s'écouler ensemble comme si elles étaient un fluide, et elles ont aussi tendance à s'agglomérer. En raison de ce comportement particulier, de nombreux scientifiques considèrent un plasma comme un quatrième état de la matière.