La pressione che un gas esercita viene dal moto delle sue molecole. Le molecole di gas si muovono liberamente, rimbalzando dalle pareti del contenitore e l'una dall'altra. Quando le molecole rimbalzano su un ostacolo, trasferiscono una piccola quantità di forza. Il cambio di direzione a causa dell'ostacolo si traduce in un cambiamento di velocità che spinge sull'ostacolo.

Quando molte molecole cambiano quantità di moto contro una parete del contenitore, la pressione può essere notevole. Il momento è proporzionale alla velocità e la velocità con cui le molecole si spostano dipende dalla temperatura. Quando la temperatura del gas sale, le molecole si muovono più velocemente e la pressione che esercitano aumenta. I fatti che i gas esercitano pressione e che la pressione dipende dalla temperatura del gas possono essere utilizzati in molti modi interessanti per svolgere un lavoro utile.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La pressione del gas è causata dalle molecole di gas che rimbalzano dalle pareti del contenitore e l'una dall'altra. Ogni volta che una molecola cambia direzione perché colpisce un muro, il cambiamento di quantità di moto produce una piccola spinta. A causa dell'elevato numero di molecole coinvolte, le spinte si sommano a una notevole pressione che può essere utilizzata per far funzionare macchine e strumenti.

Definizione della pressione del gas

Quando le molecole di un gas rimbalzano fuori dalle mura del loro contenitore, esercitano una forza. La pressione del gas è definita come la forza per unità di area prodotta dal gas. A seconda dello scopo della misurazione, vengono comunemente utilizzate unità diverse. Nel sistema inglese, l'unità di pressione è di libbre per pollice quadrato. Nel sistema metrico, è newton per metro quadrato, chiamato pascal. In meteorologia, un'atmosfera pari a 14,7 libbre per pollice quadrato o 101,325 chilopascal.

Come le funzioni di pressione del gas

I gas sono fluidi, il che significa che fluiscono da un volume ad alta pressione a una bassa pressione uno. I volumi che contengono più gas o gas a una temperatura più elevata hanno una pressione maggiore rispetto a quelli che contengono meno gas o sono più freddi. Ciò significa che il gas può essere fatto fluire da un contenitore all'altro aumentando la pressione nel primo contenitore, aggiungendo più gas o riscaldando il contenitore. Questa proprietà della pressione del gas è alla base di molti motori e macchine utilizzati nelle fabbriche e nei trasporti.

Utilizzare la pressione del gas per svolgere il lavoro

Un esempio di un'applicazione che utilizza la pressione del gas per il trasporto è il motore di una macchina. La benzina o il gasolio vengono aggiunti all'aria e compressi nel motore. Il carburante brucia, riscalda il gas e produce pressione per spingere i pistoni del motore. In questo caso, il calore proveniente dal combustibile in combustione crea la pressione del gas per azionare il motore dell'auto.

Per gli utensili ad aria compressa, l'aria in eccesso invece del calore alimenta le macchine. Un compressore aggiunge aria a un serbatoio d'aria che fornisce aria sotto pressione ai vari strumenti. Gli strumenti utilizzano la pressione dell'aria per avvitare bulloni, fori di punzonatura o parti di chiodi insieme. L'aria scorre dal serbatoio ad alta pressione attraverso gli strumenti alla bassa pressione dell'atmosfera. Mentre l'aria defluisce, alimenta gli strumenti.

Altri esempi di pressione del gas in azione possono essere trovati in lattine di soda, pneumatici per auto e biciclette, bombolette spray e estintori. Le molecole che causano la pressione del gas contribuiscono ciascuna con una forza minuscola che può sommarsi per fare un lavoro utile alla scala degli oggetti fisici.