Un plasma est-il une phase distincte de la matière?

Pour plus de clarté, il y a ici une idée fausse sur le plasma. Le plasma, lorsquil est introduit pour la première fois à quelquun qui ne sait pas ce que cest, il est appelé « Le quatrième état de la matière » qui en est une description inexacte. Puisque ce terme est utilisé pour introduire quelquun au plasma, il nest pas un problème.

Lorsquun matériau passe dune phase distincte à une autre, il passe par un processus physique appelé transition de phase . Lorsque le gaz devient plasma, il ne passe pas par la transition de phase standard . Par conséquent, le plasma – dans un sens général – ne peut pas être considéré comme une phase distincte en tant que phases solide, liquide et gazeuse. Cest une phase de létat gazeux. Dans certains cas rares cependant, la transition du gaz au plasma peut être décrite comme une phase transition.

Le plasma est par définition un mélange délectrons libres et de leurs ions (éventuellement des ions négatifs). Vous avez besoin de suffisamment dénergie pour libérer les électrons des atomes. En gros , lorsque vous mettez cette énergie dans un solide, lénergie peut être dissipée sous forme de chaleur. Si vous mettez cette énergie dans un liquide, de lénergie peut être dissipée en vaporisation. Si vous le mettez dans un gaz, il entre dans la rupture des atomes et des molécules (créant du plasma). La figure suivante le rend plus clair

Jespère que cela a été utile

Commentaires

• Je ‘ m pas si sûr que le plasma ne mérite pas ‘ une place comme un état séparé de la matière simplement parce que lionisation et la recombinaison ne se produisent pas à une seule température. Le plasma a un degré dionisation bien défini et ses propriétés sont fondamentalement différentes de celles de tous les autres états de la matière. Voir la réponse de @ChinYeh ‘. Jai plusieurs manuels de physique des plasmas qui lappellent explicitement un quatrième état de la matière. Dans un certain sens, cette question est similaire à  » Pluton est-elle une planète? « , mais je pense que ‘ est important d’attirer plus d’attention sur les propriétés de l’état que sur ses transitions.
• Juste une petite piqûre – peut ‘ t nous éviter les transition de phase liquide-vapeur dans p.ex. leau en contournant le point critique dans lespace température-pression? Donc, si le fait déviter une transition de phase appropriée est suffisant pour déclarer le plasma dans la même phase que le gaz, cela signifie-t-il que le liquide fait partie de cette même phase? Cela pousse probablement la définition plus loin que prévu, mais il faut réfléchir ‘.

Le plasma est dit être une phase distincte car il nobserve pas la description habituelle et les lois physiques qui sont utilisées pour décrire les 3 états habituels de la matière, à plusieurs égards:

• Le plasma nest pas en équilibre. Souvent, cest loin dêtre un équilibre. Par conséquent, la thermodynamique ne peut pas être utilisée pour expliquer.
• Le plasma est constitué de particules libres, mais ces particules ne suivent pas la théorie cinétique des gaz . La loi des gaz parfaits nest même pas une première approximation pour modéliser un plasma.
• Les particules de plasma ne suivent pas une distribution statistique de vitesse (distribution de Maxwell).
• Le plasma doit avoir deux (ou plus) composants indépendants. Ces composants doivent porter des charges. Lun est constitué délectrons, les autres cations. Ce sont les électrons qui sont plus actifs dans la décision des propriétés du plasma.
• Contrairement aux gaz, liquides et solides (moléculaires), les particules de plasma exercent de fortes forces les unes sur les autres.
• Il ny a pas une seule température qui caractérise le plasma. Cela signifie deux choses.Premièrement, le plasma nest pas une phase claire, par conséquent, il ny a pas de température de transition de phase claire, comme la fusion ou lébullition, pour le plasma. Deuxièmement, une température peut ne pas être suffisante pour décrire un plasma. La température des électrons peut souvent être plus élevée que celle du reste du plasma.
• Le plasma peut être confiné par la force magnétique (ne nécessite pas de paroi de conteneur).
• Contrairement aux 3 autres états, le plasma est principalement instable.

Dans la dernière partie, vous avez deux questions qui reviennent à « Quest-ce qui fait du plasma un plasma? » Lionisation est nécessaire pour former un plasma, mais il ny a pas dexigence de température spécifique. Le plasma peut exister dans lespace interstellaire à environ 100 K et dans les laboratoires contrôlés à près de 0 K. Le degré dionisation est généralement représenté par le rapport des ions chargés à noyaux totaux (chargés plus neutres) dans un gaz, et seul un petit degré dionisation (parfois inférieur à 1%) suffit pour quun gaz se comporte comme un plasma.

Pour être clair, un plasma nest pas identique à un fluide ionique , qui nest pas le résultat dune ionisation mais est plutôt constitué de cations et danions. Lionisation signifie que les électrons sont libérés des atomes ou des molécules. Un fluide ionique est un sel à létat liquide.

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• Pour le bénéfice des futurs lecteurs: plusieurs de ces puces sont incorrectes.  » [Le plasma ne suit] pas la théorie cinétique des gaz.  » Faux – la théorie cinétique des gaz est une excellente description des processus de transport dans de nombreux plasmas , y compris la loi des gaz parfaits.  » … ne suivent pas une répartition statistique de la vitesse  » Faux – bien sûr quils le font, et souvent chaque espèce est approximativement maxwellien.  » … doit avoir deux … composants indépendants  » Faux – les plasmas délectrons purs et dions purs existent et présentent de nombreux les phénomènes collectifs (mode plasmon, criblage Debye, etc.) associés au plasma.

Sauf plasma était le premier état de la matière, pas le quatrième. Toute matière formée à partir de plasma, elle nest pas convertie de matière en plasma, mais de plasma en matière. Cest pourquoi 99% de lunivers est constitué de plasma. Les électrons nont jamais été dépouillés des atomes, ils nont jamais fait partie de latome jusquà ce quils soient liés par lénergie électrique du plasma pour former des gaz, des liquides et des solides.

http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma « Pendant quelques millionièmes de seconde, peu de temps après le big bang, lunivers sest rempli dune soupe étonnamment chaude et dense faite de toutes sortes de particules se déplaçant à une vitesse proche de la lumière. Ce mélange était dominé par les quarks – fragments fondamentaux de matière – et par les gluons, porteurs de la force forte qui «collent» normalement les quarks ensemble en protons et neutrons familiers et en dautres espèces. Au cours de ces premiers moments évanescents de température extrême, cependant, les quarks et les gluons nétaient que faiblement liés, libres de se déplacer seuls dans ce quon appelle un plasma de quarks-gluons « 

Et supposément après plus de 13 milliards dannées, seulement moins de 1% de de ce plasma sest lié aux solides, aux liquides et aux gaz. Le reste sest lié en un mélange dions et délectrons, condensé à partir de cet état quark / gluon.

Le considérer comme étant formé de solides, de liquides et de gaz est un point de vue incorrect, qui nest pas du tout soutenu par science. Les solides, les liquides et les gaz sont à la place formés à partir de plasma.

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• Je ne ‘ je pense le classement du temps est le problème ici – je ‘ je suis sûr que tout le monde convient que vous pouvez aller dans les deux sens. De plus, alors que l’univers a commencé sous forme de plasma, la plupart du matériau est devenu un gaz neutre lors de la recombinaison quelques centaines de milliers d’années après la Big Bang. Il a ensuite été réionisé quelques centaines de millions dannées plus tard.
• Cela ne ‘ t vraiment semble répondre à la question.
• De plus, le plasma quark-gluon n’était vraiment pas ‘ un plasma au sens où l’OP parle, mais encore un autre état de la matière où les quarks et les gluons sont délocalisés.