Onko plasma erillinen aineen vaihe?

Selvyyden vuoksi täällä on yleinen väärinkäsitys plasmasta. Plasmaa, kun se otetaan käyttöön ensimmäistä kertaa henkilölle, joka ei tiedä mikä se on, sitä kutsutaan ”aineen neljänneksi tilaksi”, joka on sen virheellinen kuvaus. Koska tätä termiä käytetään tuomaan joku plasmaan, se ei ole iso juttu.

Kun materiaali vaihtuu erillisestä vaiheesta toiseen, se käy läpi fyysisen prosessin nimeltä vaihesiirtymä . kaasusta tulee plasmaa, se ei mene läpi tavanomaista vaihesiirtymää . Siksi plasmaa – yleisessä mielessä – ei voida pitää erillisenä faasina kiinteänä, nestemäisenä ja kaasumaisena faasina. Se on kaasumaisen tilan vaihe. Joissakin harvoissa tapauksissa siirtymistä kaasusta plasmaan voidaan kuitenkin kuvata faasina siirtymä.

Plasma on määritelmän mukaan sekoitus vapaita elektroneja ja niiden ioneja (mahdollisesti negatiivisia ioneja). Tarvitset riittävästi energiaa elektronien vapauttamiseksi atomeista. Karkeasti sanottuna , Kun laitat kyseisen energian kiinteään aineeseen, energia saattaa haihtua lämpönä. Jos laitat tämän energian nesteytettyyn, energia saattaa haihtua höyrystymisessä. Jos laitat sen kaasuun, se hajoaa atomeja ja molekyylejä (luo plasmaa). Seuraava kuva tekee siitä selkeämmän.

Toivottavasti siitä oli hyötyä

Kommentit

• En ’ en joten varmista, että plasma ei ’ ansaitse paikkaa erillisenä aineen tilana yksinkertaisesti siksi, että ionisaatiota ja rekombinaatiota ei tapahdu yhdessä lämpötilassa. Plasmassa on hyvin määritelty ionisaatioaste, ja sen ominaisuudet ovat pohjimmiltaan erilaisia kuin kaikki muut aineen tilat. Katso @ChinYeh ’ vastaus. Minulla on useita plasmafysiikan oppikirjoja, joissa sitä nimenomaisesti kutsutaan aineen neljänneksi tilaksi. Jossakin mielessä tämä kysymys on samanlainen kuin ” onko Pluto planeetta? ”, mutta luulen sen ’ on tärkeää kiinnittää enemmän huomiota tilan ominaisuuksiin kuin sen siirtymiin.
• Vain nokkela – emme ’ voi välttää neste-höyryfaasisiirtymä esim vettä kiertämällä lämpötilan ja painetilan kriittisen pisteen? Joten jos oikean vaihesiirtymän välttäminen riittää julistamaan plasman samaksi faasiksi kuin kaasu, eikö ’ t tarkoita myös sitä, että neste on osa samaa vaihetta? Tämä luultavasti ajaa määritelmää pidemmälle kuin oli tarkoitus, mutta se ’ on jotain ajateltavaa.

Plasman sanotaan olevan erillinen vaihe, koska se ei noudata tavanomaista kuvausta ja fyysisiä lakeja, joita käytetään kuvaamaan tavanomaisia 3 aineen tilaa usealla tavalla:

• Plasma ei ole tasapainossa. Usein se on kaukana tasapainosta. Siksi termodynamiikkaa ei voida käyttää selittämään.
• Plasma on valmistettu irtonaisista hiukkasista, mutta nämä hiukkaset eivät noudata kaasujen kineettistä teoriaa . Ihanteellinen kaasulaki ei ole edes ensimmäinen approksimaatio plasman mallintamiseksi.
• Plasman hiukkaset eivät seuraa tilastollista nopeusjakaumaa (Maxwell-jakauma).
• Plasmassa on oltava kaksi (tai enemmän) itsenäisiä komponentteja. Näiden komponenttien on kuljettava varauksia. toinen on valmistettu elektronista, muut kationit. Se on elektroneja, jotka päättävät aktiivisemmin plasman ominaisuuksista.
• Toisin kuin kaasuissa, nesteissä ja (molekyyli) kiinteissä aineissa, plasman hiukkaset vaikuttavat voimakkaasti toisiinsa.
• Ei ole yhtä lämpötilaa, joka luonnehtii plasmaa. Tämä tarkoittaa kahta asiaa.Ensinnäkin, plasma ei ole selkeästi leikattu vaihe, joten plasmalle ei ole selkeästi leikattua vaihesiirtymälämpötilaa, kuten sulaminen tai kiehuminen. Kaksi, yksi lämpötila ei välttämättä riitä plasman kuvaamiseen. Elektronien lämpötila voi usein olla korkeampi kuin muualla plasmassa.
• Plasma voidaan rajoittaa magneettisella voimalla (ei tarvitse astian seinää).
• Toisin kuin muissa 3 tilassa, plasma on enimmäkseen epävakaa.

Jälkimmäisessä osassa sinulla on kaksi kysymystä, jotka ovat ”Mikä tekee plasmasta plasman?” Ionisointia tarvitaan plasman muodostamiseksi, mutta erityistä lämpötilavaatimusta ei ole. Plasma voi esiintyä tähtienvälisessä tilassa noin 100 K: n lämpötilassa ja valvotuissa laboratorioissa lähellä 0 K: ta. ionisaatioaste esitetään yleensä varautuneiden ionien ja kaasun (ladatut plus neutraalit) ytimet ja vain pieni ionisaatioaste (joskus alle 1%) riittää saamaan kaasun käyttäytymään plasman tavoin.

Selkeyden vuoksi plasma ei ole sama kuin ioninen neste , joka ei ole ionisaation tulos, vaan koostuu pikemminkin kationeista ja anioneista. Ionisointi tarkoittaa, että elektronit vapautuvat atomista tai molekyyleistä. Ioninen neste on suola nestemäisessä tilassa.

Kommentit

• Tulevien lukijoiden hyödyksi: monet näistä luettelomerkkeistä ovat virheellisiä. ” [Plasma ei] noudata kaasujen kineettistä teoriaa. ” Väärin – kaasukineettinen teoria on erinomainen kuvaus kuljetusprosesseista monissa plasmoissa , mukaan lukien ihanteellinen kaasulaki. ” … älä seuraa tilastollista nopeuden jakautumista ” Vääriä – tietysti he tekevät, ja usein kukin laji on suunnilleen Maxwellian. ” … on oltava kaksi … riippumatonta komponenttia ” Väärä – puhtaan elektronin ja puhtaan ionin plasmoja on olemassa ja niillä on monia plasmaan liittyvät kollektiiviset ilmiöt (plasmonimoodi, Debye-seulonta jne.).

Plasmaa lukuun ottamatta. oli aineen ensimmäinen tila, ei neljäs. Kaikki plasmasta muodostunut aine ei muutu aineesta plasmaksi, vaan plasmasta aineeksi. Siksi 99% maailmankaikkeudesta on plasma. Elektroneja ei koskaan poistettu atomeista, ne eivät koskaan olleet osa atomia, ennen kuin plasmassa oleva sähköenergia sitoo ne muodostamaan kaasuja, nesteitä ja kiinteitä aineita.

http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma ”Muutaman miljoonasekunnin ajan, pian ison räjähdyksen jälkeen, maailmankaikkeus täyttyi hämmästyttävän kuumalla, tiheällä keitolla, joka valmistettiin kaikenlaisista hiukkasia, jotka liikkuvat melkein valonopeudella. Tätä seosta hallitsivat kvarkit – aineen keskeiset palat – ja gluonit, voimakkaan voiman kantajat, jotka normaalisti ”liimaavat” kvarkit yhteen tutuiksi protoneiksi, neutroneiksi ja muiksi lajeiksi. äärimmäisissä lämpötiloissa kvarkit ja gluonit olivat kuitenkin sitoutuneet vain heikosti, vapaasti liikkua yksinään kvarkki-gluoniplasmassa.

Ja oletettavasti yli 13 miljardin vuoden jälkeen vain alle 1% plasmasta on sitoutunut kiinteisiin aineisiin, nesteisiin ja kaasuihin. Loput ovat sitoutuneet ionien ja elektronien seokseen, joka on tiivistynyt tuosta kvarkki / gluonitilasta.

Jos katsotaan sen muodostuvan kiinteistä aineista, nesteistä ja kaasuista, on virheellinen näkökulma, jota ei tue lainkaan. tiede. Kiinteät aineet, nesteet ja kaasut muodostuvat sen sijaan plasmasta.

Kommentit

• En usko ’ ajankohta on tässä kysymys – olen ’ varma, että kaikki ovat samaa mieltä siitä, että voit mennä molempiin suuntiin. Samalla kun maailmankaikkeus alkoi plasmana, suurimmasta osasta materiaalia tuli neutraalia kaasua rekombinaatiossa muutama sata tuhatta vuotta sen jälkeen, kun alkuräjähdys. Sitten se uudelleenionisoitiin muutama sata miljoonaa vuotta myöhemmin.
• Tämä ei ’ ole oikeastaan näyttävät vastaavan kysymykseen.
• Lisäksi kvarkki-gluoniplasma ei todellakaan ollut ’ ta-plasmaa siinä mielessä, että OP puhuu, mutta vielä yksi tila mistä kvarkit ja gluonit ovat lokalisoituneet.