Je plazma zřetelnou fází hmoty?

Kvůli srozumitelnosti zde panuje běžná mylná představa o plazmě. Když je plazma poprvé představena někomu, kdo neví, co to je, nazývá se to „Čtvrtý stav hmoty“, což je jeho nepřesný popis. Jelikož se tento termín používá k uvedení někoho do plazmy, není velký problém.

Když materiál přechází z odlišné fáze do jiné, prochází fyzickým procesem zvaným fázový přechod . Když plyn se stává plazmou, neprochází standardním fázovým přechodem . Proto plazmu – v obecném smyslu – nelze považovat za zřetelnou fázi jako pevnou, kapalnou a plynnou fázi. Je to fáze plynného stavu. V určitých vzácných případech však lze přechod z plynu do plazmy popsat jako fázi přechod.

Plazma je podle definice směsí volných elektronů a jejich iontů (případně záporných iontů). K uvolnění elektronů z atomů potřebujete dostatek energie. Zhruba řečeno , Když vložíte tuto energii do pevné látky, může se energie rozptýlit jako teplo. Pokud tuto energii vložíte do kapaliny, může se rozptýlit při odpařování. Pokud ho vložíte do plynu, dojde k rozbití atomů a molekul (vytvoření plazmy). Následující obrázek to objasní.

Doufám, že to bylo užitečné

Komentáře

• Já ‚ nejsem takže si zajistěte, aby si plazma ‚ nezasloužila místo jako samostatný stav hmoty jednoduše proto, že ionizace a rekombinace neprobíhá při jediné teplotě. Plazma má dobře definovaný stupeň ionizace a její vlastnosti se zásadně liší od všech ostatních stavů hmoty. Viz odpověď @ChinYeh ‚. Mám několik učebnic fyziky plazmatu, které to výslovně nazývají čtvrtým stavem hmoty. V jistém smyslu je tato otázka podobná “ je Pluto planeta? „, ale myslím si, že ‚ Je důležité upozornit více na vlastnosti státu než na jeho přechody.
• Jen nitpick – nemůžeme se ‚ vyhnout fázový přechod kapalina-pára např voda obcházením kritického bodu v prostoru tlaku a tlaku? Pokud je tedy vyhnutí se správnému fázovému přechodu dostatečné k tomu, aby byla plazma deklarována jako stejná fáze jako plyn, neznamená to ‚, že kapalina je součástí téže fáze? To pravděpodobně posouvá definici dále, než bylo zamýšleno, ale ‚ je o čem přemýšlet.

Plazma je považována za samostatnou fázi, protože nedodržuje obvyklý popis a fyzikální zákony, které se používají k popisu obvyklých 3 stavů hmoty, a to v několika ohledech:

• Plazma není v rovnováze. Často to není daleko od rovnováhy. Termodynamiku proto nelze použít k vysvětlení.
• Plazma je tvořena volnými částicemi, ale tyto částice nenásledují kinetickou teorii plynů . Zákon ideálního plynu není ani první aproximací k modelování plazmy.
• Plazmové částice nenásledují statistickou distribuci rychlosti (Maxwellovo rozdělení).
• Plazma musí mít dvě (nebo více) nezávislé komponenty. Tyto komponenty musí nést náboje. jedna je vyrobena z elektronů, druhá kationty. Jsou to elektrony, které jsou aktivnější při rozhodování o vlastnostech plazmy.
• Na rozdíl od plynů, kapalin a (molekulárních) pevných látek si částice plazmy navzájem působí silné síly.
• Neexistuje jediná teplota, která by charakterizovala plazmu. To znamená dvě věci.Zaprvé, plazma není jasná fáze, proto pro plazmu neexistuje jasná fázová přechodová teplota, jako je tání nebo var. Dvě, jedna teplota nemusí stačit k popisu plazmy. Teplota elektronů může být často vyšší než teplota zbytku plazmy.
• Plazma může být omezena magnetickou silou (nepotřebuje stěnu nádoby).
• Na rozdíl od ostatních 3 států je plazma většinou nestabilní.

Ve druhé části máte dvě otázky, které se rovnou „Co dělá z plazmy plazmu?“ K vytvoření plazmy je nutná ionizace, ale neexistuje žádný specifický požadavek na teplotu. Plazma může existovat v mezihvězdném prostoru kolem 100 K a v kontrolovaných laboratořích blízko 0 K. stupeň ionizace je obvykle reprezentován jako poměr nabitých iontů k celková (nabitá plus neutrální) jádra v plynu a pouze malý stupeň ionizace (někdy pod 1%) stačí k tomu, aby se plyn choval jako plazma.

Aby bylo jasné, plazma není stejné jako iontová kapalina , která není výsledkem ionizace, ale je spíše tvořena kationty a anionty. Ionizace znamená, že elektrony jsou osvobozeny od atomů nebo molekul. Iontová kapalina je sůl v kapalném stavu.

Komentáře

• Pro budoucí čtenáře: několik těchto odrážek je nesprávných. “ [Plazma] nenásleduje kinetickou teorii plynů. “ Falešná – kinetická teorie plynů je vynikajícím popisem transportních procesů v mnoha plazmech , včetně zákona o ideálním plynu. “ … nenásledujte rozložení statistické rychlosti “ Falešné – samozřejmě, že ano, a často každý druh je přibližně Maxwellian. “ … musí mít dvě … nezávislé složky “ False – existují čistá elektronová a čistá iontová plazma a vykazují mnoho kolektivní jevy (režim plazmonu, Debyeův screening atd.) spojené s plazmou.

Kromě plazmy byl první stav hmoty, ne čtvrtý. Celá hmota vytvořená z plazmy se nepřeměňuje z hmoty na plazmu, ale z plazmy na hmotu. To je důvod, proč 99% vesmíru tvoří plazma. Elektrony nebyly nikdy odstraněny z atomů, nikdy nebyly součástí atomu, dokud nebyly vázány elektrickou energií v plazmě za vzniku plynů, kapalin a pevných látek.

http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma „Několik milióntin sekundy, krátce po velkém třesku, byl vesmír naplněn úžasně horkou, hustou polévkou všeho druhu částic pohybujících se rychlostí světla blízkou. V této směsi dominovaly kvarky – základní kousky hmoty – a gluony, nosiče silné síly, která normálně „lepí“ kvarky dohromady na známé protony a neutrony a další druhy. V těchto prvních evanescentních okamžicích extrémní teploty však byly kvarky a gluony vázány jen slabě a mohly se samy pohybovat v tzv. kvark-gluonové plazmě.

A údajně po 13+ miliardách let pouze necelé 1% této plazmy se vázalo na pevné látky, kapaliny a plyny. Zbytek se spojil do směsi iontů a elektronů kondenzovaných z tohoto stavu kvarku / gluonu.

Podívat se na to, že je tvořen z pevných látek, kapalin a plynů, je nesprávné hledisko, které vůbec nepodporuje Věda. Pevné látky, kapaliny a plyny se místo toho tvoří z plazmy.

Komentáře

• Nemyslím ‚ nemyslím problém zde spočívá v objednání času – jsem si ‚ jistý, že každý souhlasí, že můžete jít oběma způsoby. Zatímco vesmír začínal jako plazma, většina materiálu se stala neutrálním plynem při rekombinaci několik stovek tisíc let po velký třesk. Poté byla reionizována o několik set milionů let později.
• To opravdu není ‚ Zdá se, že odpovídá na otázku.
• Také kvark-gluonová plazma ve skutečnosti nebyla ‚ ta plazma ve smyslu, o kterém mluví OP, ale ještě další stav hmoty, kde jsou lokalizovány kvarky a gluony.