A plazma az anyag külön fázisa?

Az egyértelműség kedvéért itt a plazmával kapcsolatban általános tévhit van. A plazmát, amikor először mutatják be annak, aki nem tudja, mi az, akkor az “anyag negyedik állapotának” hívják, ami pontatlan leírása. Mivel ezt a kifejezést arra használják, hogy valakit bevezessenek a plazmába, nem nagy ügy.

Ha egy anyag egy különálló fázisból a másikba vált, akkor fizikai folyamaton megy keresztül, amelyet fázisátmenetnek neveznek . a gáz plazmává válik, nem megy át a szokásos fázisátmeneten . Ezért a plazma – általános értelemben – nem tekinthető különálló fázisnak szilárd, folyékony és gáz fázisnak. Ez a gáz halmazállapotú fázis. Egyes ritka esetekben azonban a gázból a plazmába való átmenet fázisként írható le átmenet.

A plazma definíció szerint szabad elektronok és ionjaik (esetleg negatív ionok) keveréke. Elegendő energiára van szükséged ahhoz, hogy felszabadítsd az elektronokat az atomokból. Durván szólva , Ha ezt az energiát szilárd anyagba helyezi, az energia hőként eloszlhat. Ha ezt az energiát folyadékba helyezi, az energia eloszolhat párolgáskor. Ha gázba helyezi, atomok és molekulák törésére (plazma létrehozására) kerül sor. A következő ábra egyértelműbbé teszi

Remélhetőleg ez hasznos volt

Megjegyzések

• I ‘ nem győződjön meg róla, hogy a plazma nem ‘ érdemel-e helyet az anyag különálló állapotaként egyszerűen azért, mert az ionizáció és a rekombináció nem egyetlen hőmérsékleten történik. A plazma valóban jól meghatározott mértékű ionizációval rendelkezik, és tulajdonságai alapvetően különböznek az anyag többi állapotától. Lásd: @ChinYeh ‘ válasz. Számos plazmafizikai tankönyvem van, amelyek kifejezetten az anyag negyedik állapotának nevezik. Bizonyos értelemben ez a kérdés hasonló ahhoz, hogy ” a Plútó bolygó? “, de szerintem ‘ fontos, hogy nagyobb figyelmet fordítsunk az állapot tulajdonságaira, mint az átmeneteire.
• Csak egy nitpick – ‘ nem kerülhetjük el folyadék-gőz fázisátalakulás pl vizet a hőmérséklet-nyomás tér kritikus pontjának megkerülésével? Tehát, ha a megfelelő fázisátmenet elkerülése elegendő ahhoz, hogy a plazmát ugyanazzal a fázissá nyilvánítsuk, mint a gáz, nem ‘ t, ez azt is jelenti, hogy a folyadék ugyanannak a fázisnak a része? Ez valószínűleg tovább terjeszti a meghatározást, mint amire szánták, de ‘ gondolkodni való.

A plazmáról azt mondják, hogy egy különálló fázis, mert nem tartja be a szokásos leírást és fizikai törvényeket, amelyeket az anyag szokásos 3 állapotának leírására használnak, több szempontból is:

• A plazma nincs egyensúlyban. Gyakran messze van az egyensúlytól. Ezért a termodinamikával nem lehet magyarázni.
• A plazma laza részecskékből áll, de ezek a részecskék nem követik a gázok kinetikai elméletét . Az ideális gáztörvény nem is első közelítés a plazma modellezéséhez.
• A plazma részecskék nem követik a statisztikai sebességeloszlást (Maxwell-eloszlás).
• A plazmának kettővel (vagy több) független komponens. Ezeknek az alkatrészeknek töltést kell hordozniuk. az egyik elektronokból áll, a másik kationokból. Azok az elektronok, amelyek aktívabban eldöntik a plazma tulajdonságait.
• Ellentétben a gázokkal, folyadékokkal és (molekuláris) szilárd anyagokkal, a plazma részecskék erős erőket fejt ki egymással.
• A plazmát egyetlen hőmérséklet sem jellemzi. Ez két dolgot jelent.Az egyik: a plazma nem egyértelmű vágású fázis, ennélfogva nincs egyértelműen vágott fázisátmeneti hőmérséklet, például olvadás vagy forralás a plazmában. Kettő, egy hőmérséklet nem lehet elegendő a plazma leírására. Az elektronok hőmérséklete gyakran magasabb lehet, mint a többi plazma hőmérséklete.
• A plazmát mágneses erő korlátozhatja (nincs szüksége konténerfalra).
• A többi 3 állapottól eltérően a plazma többnyire instabil.

Az utóbbi részben két kérdésed van: „Mitől lesz plazma a plazma?” A plazma kialakításához ionizációra van szükség, de nincs specifikus hőmérséklet-követelmény. A plazma létezhet a csillagközi térben 100 K körül, az ellenőrzött laboratóriumokban pedig 0 K közelében. Az ionizációs fok általában a töltött ionok és a a gáz teljes (töltött plusz semleges) magja, és csak egy kis mértékű ionizáció (néha 1% alatt van) elegendő ahhoz, hogy a gáz plazmaként viselkedjen.

Az egyértelműség érdekében a plazma nem ugyanaz, mint egy ionos folyadék , amely nem ionizáció eredménye, inkább kationokból és anionokból áll. Az ionizáció azt jelenti, hogy az elektronok szabaddá válnak atomoktól vagy molekuláktól. Az ionos folyadék folyékony állapotban lévő só.

Megjegyzések

• A jövőbeli olvasók érdekében: ezek közül a felsorolások közül több helytelen. A ” [plazma nem] követi a gázok kinetikai elméletét. , ideértve az ideális gáztörvényt is. ” … ne kövesse a statisztikai sebesség megoszlását ” Hamis – természetesen megteszik, és gyakran minden faj megközelítőleg Maxwellian. ” … két független összetevővel kell rendelkeznie ” hamis – a tiszta elektron és a tiszta ion plazmák léteznek, amelyek közül sok a plazmához kapcsolódó kollektív jelenségek (plazmon mód, Debye szűrés stb.).

A plazma kivételével volt az anyag első állapota, nem a negyedik. Minden plazmából képződött anyag nem anyagból plazmává alakul, hanem plazmából anyaggá. Ezért az univerzum 99% -a plazma. Az elektronokat soha nem vetették le az atomokról, soha nem voltak az atom részei, amíg a plazmában lévő elektromos energia nem kötötte őket gázok, folyadékok és szilárd anyagok képződéséhez.

http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma “Néhány milliomod másodpercig, röviddel az ősrobbanás után, az univerzum elképesztően forró, sűrű levessel volt tele mindenféle könnyű keverés mellett mozognak részecskék. Ezt a keveréket kvarkok – az anyag alapvető darabjai – és a gluonok, az erős erő hordozói uralják, amelyek általában kvarkokat „ragasztanak” össze ismert protonokká, neutronokká és más fajokká. extrém hőmérsékletű kvarkok és gluonok azonban csak gyengén kötöttek, szabadon mozoghattak az úgynevezett kvark-gluon plazmában “.

És állítólag 13+ milliárd év után csak a ennek a plazmának szilárd anyagok, folyadékok és gázok kötődnek. A többi az ionok és az elektronok keverékéhez kötődik, sűrítve abból a kvark / gluon állapotból.

Ha azt tekintjük, hogy szilárd anyagokból, folyadékokból és gázokból áll, az helytelen nézőpont, amelyet egyáltalán nem támogat. tudomány. A szilárd anyagok, folyadékok és gázok ehelyett a plazmából képződnek.

Megjegyzések

• Nem gondolom ‘ itt az idő rendezése a kérdés – én ‘ biztos vagyok benne, hogy mindenki egyetért abban, hogy mindkét irányba haladhat. Emellett, míg az univerzum plazmának indult, az anyag többsége néhány százezer évvel azután rekombináción semleges gázzá vált. nagy durranás. Akkor néhány száz millió évvel később újraionizálták .
• Ez nem igazán igaz ‘ úgy tűnik, hogy megválaszolja a kérdést.
• Ezenkívül a kvark-gluon plazma valóban nem volt ‘ ta plazma abban az értelemben, hogy az OP beszél, de még egy másik állapot olyan anyag, ahol a kvarkok és a gluonok lokalizálatlanok.