Il plasma è una fase distinta della materia?

Per chiarezza, qui cè un malinteso comune sul plasma. Plasma quando viene introdotto per la prima volta a qualcuno che non sa cosa sia, viene chiamato “Il quarto stato della materia”, che ne è una descrizione imprecisa. Poiché questo termine è usato per introdurre qualcuno al plasma, esso non è un grosso problema.

Quando un materiale cambia da una fase distinta a unaltra, passa attraverso un processo fisico chiamato transizione di fase . Quando il gas diventa plasma, non attraversa la transizione di fase standard . Quindi il plasma, in senso generale, non può “essere considerato come una fase distinta come fase solida, liquida e gassosa. Si tratta di una fase dello stato gassoso. In alcuni rari casi, tuttavia, la transizione dal gas al plasma può essere descritta come fase transizione.

Il plasma per definizione è una miscela di elettroni liberi e dei loro ioni (possibilmente ioni negativi). Hai bisogno di energia sufficiente per liberare gli elettroni dagli atomi. In parole povere , Quando metti quellenergia in un solido, lenergia potrebbe essere dissipata come calore. Se metti quellenergia in un liquido, lenergia potrebbe essere dissipata in vaporizzazione. Se lo metti in un gas, esso va a rompere atomi e molecole (creando plasma). La figura seguente lo rende più chiaro

Si spera che sia stato utile

Commenti

• Io ‘ non così sicuro che il plasma non ‘ meriti un posto come uno stato separato della materia semplicemente perché la ionizzazione e la ricombinazione non avvengono a una singola temperatura. Il plasma ha un grado di ionizzazione ben definito e le sue proprietà sono fondamentalmente diverse da tutti gli altri stati della materia. Vedi la risposta di @ChinYeh ‘. Ho diversi libri di testo di fisica del plasma che lo chiamano esplicitamente un quarto stato della materia. In un certo senso, questa domanda è simile a ” Plutone è un pianeta? “, ma penso che sia ‘ è importante attirare più attenzione sulle proprietà dello stato che sulle sue transizioni.
• Basta un pignolo: ‘ evitiamo il transizione di fase liquido-vapore in es lacqua aggirando il punto critico nello spazio temperatura-pressione? Quindi, se evitare una corretta transizione di fase è sufficiente per dichiarare il plasma la stessa fase del gas, ‘ significa che anche il liquido fa parte della stessa fase? Questo probabilmente spinge la definizione oltre il previsto, ma ‘ è qualcosa a cui pensare.

Si dice che il plasma sia una fase distinta perché non osserva la descrizione usuale e le leggi fisiche che vengono utilizzate per descrivere i soliti 3 stati della materia, sotto diversi aspetti:

• Il plasma non è in equilibrio. Spesso è tuttaltro che un equilibrio. Pertanto, la termodinamica non può “essere usata per spiegare.
• Il plasma è costituito da particelle sciolte, ma queste particelle non seguono la teoria cinetica dei gas . La legge dei gas ideali non è nemmeno una prima approssimazione per modellare un plasma.
• Le particelle di plasma non seguono una distribuzione di velocità statistica (distribuzione di Maxwell).
• Il plasma deve avere due (o più) componenti indipendenti. Questi componenti devono trasportare cariche. Una è composta da elettroni, laltra da cationi. Sono gli elettroni che sono più attivi nel decidere le proprietà del plasma.
• A differenza di gas, liquidi e solidi (molecolari), le particelle di plasma esercitano forti forze luna sullaltra.
• Non esiste una sola temperatura che caratterizza il plasma. Ciò significa due cose.Uno, il plasma non è una fase netta, quindi non esiste una temperatura di transizione di fase netta, come la fusione o lebollizione, per il plasma. Due, una temperatura potrebbe non essere sufficiente per descrivere un plasma. La temperatura degli elettroni può spesso essere superiore a quella del resto del plasma.
• Il plasma può essere confinato con forza magnetica (non necessita di una parete del contenitore).
• A differenza di altri 3 stati, il plasma è per lo più instabile.

Nellultima parte, hai due domande che equivalgono a “Cosa rende il plasma un plasma?” La ionizzazione è necessaria per formare un plasma, ma non vi è alcun requisito di temperatura specifico. Il plasma può esistere nello spazio interstellare a circa 100 K e in laboratori controllati a circa 0 K. Il grado di ionizzazione è solitamente rappresentato come il rapporto tra ioni caricati e nuclei totali (carichi più neutri) in un gas e solo un piccolo grado di ionizzazione (a volte inferiore all1%) è sufficiente per far sì che un gas si comporti come un plasma.

Per essere chiari, un plasma non lo è lo stesso di un fluido ionico , che non è il risultato della ionizzazione ma piuttosto è costituito da cationi e anioni. La ionizzazione significa che gli elettroni vengono liberati da atomi o molecole. Un fluido ionico è un sale allo stato liquido.

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• A beneficio dei lettori futuri: molti di questi punti elenco non sono corretti. ” [Il plasma] non segue la teoria cinetica dei gas. ” Falso: la teoria cinetica dei gas è uneccellente descrizione dei processi di trasporto in molti plasmi , compresa la legge sui gas ideali. ” … non seguire una distribuzione statistica della velocità ” Falso – ovviamente lo fanno, e spesso ogni specie è approssimativamente maxwelliano. ” … deve avere due … componenti indipendenti ” Falso: esistono plasmi di elettroni puri e di ioni puri che presentano molti dei i fenomeni collettivi (modalità plasmonica, screening di Debye, ecc.) associati al plasma.

Tranne plasma era il primo stato della materia, non il quarto. Tutta la materia formata dal plasma, non viene convertita da materia a plasma, ma da plasma a materia. Questo è il motivo per cui il 99% delluniverso è plasma. Gli elettroni non sono mai stati strappati dagli atomi, non sono mai stati parte dellatomo finché non sono stati legati dallenergia elettrica nel plasma per formare gas, liquidi e solidi.

http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma “Per pochi milionesimi di secondo, subito dopo il big bang, luniverso si riempì di una zuppa densa e sorprendentemente calda fatta di tutti i tipi di particelle che si muovono a velocità prossime alla luce. Questa miscela era dominata da quark – pezzi fondamentali di materia – e da gluoni, portatori della forza forte che normalmente “incolla” i quark insieme in protoni e neutroni familiari e altre specie. In quei primi momenti evanescenti di temperature estreme, tuttavia, quark e gluoni erano legati solo debolmente, liberi di muoversi da soli in quello che viene chiamato plasma di quark-gluoni “

E presumibilmente dopo oltre 13 miliardi di anni, solo meno dell1% del di quel plasma si è unito a solidi, liquidi e gas. Il resto si è unito in una miscela di ioni ed elettroni, condensato da quello stato quark / gluone.

Considerarlo formato da solidi, liquidi e gas è un punto di vista errato, non supportato affatto da scienza. Solidi, liquidi e gas sono invece formati dal plasma.

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• Non ‘ lordine temporale è il problema qui: ‘ sono sicuro che tutti sono daccordo che puoi andare in entrambe le direzioni. Inoltre, mentre luniverso è nato come plasma, la maggior parte del materiale è diventato gas neutro alla ricombinazione poche centinaia di migliaia di anni dopo Big Bang. È stato quindi reionizzato poche centinaia di milioni di anni dopo.
• Questo ‘ non sembrano rispondere alla domanda.
• Inoltre, il plasma di quark-gluone non era in realtà ‘ un plasma nel senso di cui parla lOP, ma ancora un altro stato di materia in cui quark e gluoni sono de-localizzati.