ความสัมพันธ์ของปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊ส
ปริมาตร (Volume)หมายถึง บริเวณที่อนุภาคต่าง ๆ ครอบครองอยู่ในปริภูมิสามมิติ นั่นคือมีความกว้าง ความยาว และความสูง เราจึงเรียกเป็นปริมาตร ในกรณีของแก๊ส ปริมาตรของแก๊สก็คือ ปริมาตรของภาชนะที่บรรจุแก๊สนั้น เช่น เราเป่าลมเข้าไปในลูกโป่ง ปริมาตรของอากาศที่เราเป่าเข้าไปก็เท่ากับปริมาตรของลูกโป่งที่พองขึ้น ปริมาตรของลูกโป่งนี่แหละก็คือปริมาตรของอากาศ
ใน SI unit ปริมาตรมักมีหน่วยเป็นลูกบาศก์เมตร(m3) ลูกบาศก์เดซิเมตร(dm3) หรือลูกบาศก์เซนติเมตร(cm3) ลูกบาศก์มิลลิลิตร(mm3) ส่วนคำว่า cc(cubic centimetre)นั้นหมายถึง ปริมาตร 1 cm3 หน่วยปริมาตรที่ไม่ใช่ SI unit คือ ลิตร (L) ซึ่งเท่ากับ 1 dm3 หรือ 1000 cm3
ความดัน(Presser)ใน SI unit ความดันมีหน่วย เป็น ปาสคาล (Pa) หรือ นิวตันต่อตารางเมตร ( ) หรือ กิโลกรัมต่อเมตรต่อวินาทีกำลังสอง ( ) ส่วนความดันในหน่วย มิลลิเมตรปรอท (mmHg) ซึ่ง 760 mmHg = 101325 Pascal หรือ 1 atm = 101325 Pa = 101.325 kPa แต่อย่างไรก็ตามความดันในหน่วย mmHg ไม่ใช่ SI unit แต่ก็อนุโลมให้ใช้ค่าความดันในหน่วย mmHg หรือ ความดันบรรยากาศเป็นหน่วยความดันมาตรฐาน
เราทราบดีอยู่แล้วว่าโลกของเรามีอากาศห่อหุ้มโดยรอบ เมื่อมีอากาศย่อมมีมวล เมื่อมีมวลย่อมมีน้ำหนักกดทับเรา น้ำหนักหรือความดันที่กดทับเราจะมีประมาณเท่าไหร่ ถ้าเราชั่งน้ำหนักของอากาศพื้นที่ 1 ตารางเมตรสูงขึ้นไปจากพื้นดิน จะพบว่า มวลของอากาศ จะมีประมาณ 10000 กิโลกรัมกดลงพื้น1 ตารางเมตรนั้น นับว่าเป็นน้ำหนักที่เยอะมาก แต่เราสามารถทนอยู่ได้อย่างไร อืมน่าคิด ...? แรงกดอากาศไม่ได้มีเฉพาะสถานที่ที่เรายืนอยู่แต่ทุกตารางเมตรบนพื้นโลกก็จะได้รับแรงจากมวลของอากาศเช่นกัน แต่จะได้รับมากหรือน้อยแตกต่างกัน ขึ้นกับว่ามวลของอากาศที่สูงขึ้นไปจากพื้นบริเวณนั้นๆ มีกี่มากน้อย
แรงดันหรือความดันของอากาศที่กระทำต่อพื้นผิวโลกเรียกว่า ความดันบรรยากาศ (atmospheric pressure)
อุณหภูมิ(Temperature) หน่วยอุณหภูมิที่คุ้นเคยโดยทั่วไปเป็นองศาเซลเซียส(0C) องศาฟาเรนไฮน์(0F) และเคลวิน(K) สำหรับแก๊สจะใช้อุณหภูมิเคลวิน มาตราส่วนเคลวินตั้งต้นจากเลขศูนย์ ณ 0 K สสารทุกชนิดจะหยุดนิ่งไม่มีพลังงานจลน์ มีเหลือเฉพาะพลังงานศักย์ที่อยู่ในตัวสสารนั้น รวมทั้งสสารในสถานะแก๊สก็เช่นกัน เมื่อแก๊สหยุดนิ่งกับที่ก็จะไม่มีปริมาตรเลย อุณหภูมิเคลวินจึงไม่มีค่าลบเพราะ 0 K ต่ำสุดแล้ว ซึ่งจะแตกต่างจากองศาเซลเซียส ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียสหรือมีค่าลบได้
จุดเยือกแข็งของน้ำซึ่งเท่ากับ 0 oC นั้น ในหน่วยเคลวิน เท่ากับ 273.15 และจุดเดือดของน้ำเท่ากับ 373.15 อุณหภูมิเซลเซียสและอุณหภูมิเคลวินจึงต่างกันอยู่ 273.15 หรือ 273 หน่วยโดยประมาณ โดยหนึ่งหน่วยขององศาเซลเซียสเท่ากับหนึ่งหน่วยเคลวิน
หน่วยเคลวิน (K) ที่ถูกต้องคือ K ไม่ใช่ oK
และอ่านว่า เคลวิน ไม่ใช่องศาเคลวิน เช่น จุดเดือดของน้ำเท่ากับ 373 เคลวิน เป็นต้น
ข้อควรทราบ
สภาวะที่เรียกว่า อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (standard temperature and pressure) หรือ STP คือ อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสหรือ 273 K และความดัน 1 บรรยากาศ