ずっと前に、プラズマが固体後の明確な物質の状態であることを学びました。液体と気体、そしてそれは物質に熱を与えることによって達成されたことも。しかし、ほとんどの参考文献は、プラズマをイオン化ガスとして説明しています。それで、私は理解するのに苦労しています、それでは、それは物質の明確な段階であるとはどういう意味ですか？ガスをプラズマにするために必要なのは、熱ではなくイオン化ですか？もしそうなら、プラズマを、たとえばイオン化された液体よりも際立たせるものは何ですか？
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- 液体から始めて、それを加熱し始めた場合、イオン化する前に気化します。
- プラズマとは、材料が非常に高温であるため、電子が非常に速く移動し、特定の原子核に結合したままにならない場合です。あなたは、明確な完全な原子のない原子核と電子のスープを持っています。ちなみに、あなたは5番目の物質の状態を省略しました。
- 重複の可能性： physics.stackexchange.com/q/12760/2451
回答
わかりやすくするために、ここではプラズマについてよくある誤解があります。プラズマは、それが何であるかを知らない人に初めて導入されたとき、それの不正確な説明である「第4の物質の状態」と呼ばれます。この用語はプラズマに誰かを紹介するために使用されるため、大したことではありません。
材料が異なる相から別の相に変化すると、相転移と呼ばれる物理的プロセスを経ます。ガスはプラズマになり、標準の相転移を経ません。したがって、プラズマは、一般的な意味で、固相、液相、気相とは異なる相と見なすことはできません。これは、気体状態の相です。ただし、まれに、気体からプラズマへの遷移を相として説明できます。遷移。
プラズマは、定義上、自由電子とそのイオン（おそらく負のイオン）の混合物です。原子から電子を解放するのに十分なエネルギーが必要です。 大まかに言えば 、そのエネルギーを固体に入れると、エネルギーが熱として放散される可能性があります。そのエネルギーを液体に入れると、エネルギーが放散される可能性があります。ガスに入れると、原子や分子の破壊（プラズマの生成）になります。次の図からわかりやすくなります
お役に立てば幸いです
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- I ' m notプラズマが'スポットに値しないことを確認してくださいイオン化と再結合が単一の温度で起こらないという理由だけで、別の物質の状態として。プラズマには明確に定義されたイオン化の程度があり、その特性は他のすべての物質の状態とは根本的に異なります。 @ChinYeh 'の回答を参照してください。私はそれを明示的に第4の物質の状態と呼んでいるプラズマ物理学の教科書をいくつか持っています。ある意味で、この質問は"冥王星は惑星ですか？"に似ていますが、遷移よりも状態のプロパティにもっと注意を引くことが重要です。
- ちょっとしたことです-'回避することはできません例えば、液-蒸気相転移温度-圧力空間の臨界点を回って水？したがって、適切な相転移の回避がプラズマを気体と同じ相と宣言するのに十分である場合、'それは液体がその同じ相の一部であることも意味しませんか？これはおそらく意図したよりも定義を押し進めていますが、'考えるべきことがあります。
回答
プラズマは、いくつかの点で、通常の3つの物質の状態を説明するために使用される通常の説明と物理法則を遵守しないため、別個のフェーズであると言われます。
- プラズマは平衡状態にありません。多くの場合、それは平衡からはほど遠いです。したがって、熱力学を使用して説明することはできません。
- プラズマは緩い粒子でできていますが、これらの粒子は気体の運動論。理想的なガスの法則は、プラズマをモデル化するための最初の近似でさえありません。
- プラズマ粒子は統計的な速度分布（マクスウェル分布）に従わない。
- プラズマは2つ（またはより多くの）独立した成分。これらの成分は電荷を運ぶ必要があります。1つは電子でできており、もう1つは陽イオンです。プラズマの特性を決定するのにより活発なのは電子です。
- 気体、液体、（分子）固体とは異なり、プラズマ粒子は互いに強い力を及ぼします。
- プラズマを特徴付ける単一の温度はありません。これは2つのことを意味します。1つは、プラズマは明確な相ではないため、プラズマの融解や沸騰などの明確な相転移温度がないことです。二、一の温度はプラズマを説明するのに十分ではないかもしれません。電子の温度は、プラズマの他の部分の温度よりも高いことがよくあります。
- プラズマは磁力によって閉じ込めることができます（容器の壁は必要ありません）。
- 他の3つの状態とは異なり、プラズマはほとんど不安定です。
後半では、「プラズマをプラズマにする理由」という2つの質問があります。プラズマを形成するにはイオン化が必要ですが、特定の温度要件はありません。プラズマは、星間空間に約100 K、制御された実験室に0K近く存在する可能性があります。イオン化度は通常、荷電イオンとガス中の全（荷電プラス中性）核であり、ガスをプラズマのように振る舞わせるには、わずかなイオン化（1％未満の場合もある）で十分です。
明確にするために、プラズマはそうではありません。 イオン流体と同じです。これはイオン化の結果ではなく、陽イオンと陰イオンでできています。イオン化とは、電子が原子や分子から解放されることを意味します。イオン液体は液体状態の塩です。
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- 将来の読者のために：これらの箇条書きのいくつかは正しくありません。 " [プラズマは]気体の運動論に従わない。"誤り-気体分子運動論は、多くのプラズマにおける輸送過程の優れた説明です。 、理想気体の法則を含みます。 " …統計的な速度分布に従わない"誤り-もちろんそうですが、多くの場合、各種は です。 / i>ほぼマクスウェル分布。 " …には2つの独立したコンポーネントが必要です"誤り-純粋な電子と純粋なイオンのプラズマが存在し、多くのプラズマに関連する集合的な現象（プラズモンモード、デバイスクリーニングなど）。
回答
プラズマを除く4番目ではなく最初の状態でした。すべての物質はプラズマから形成され、物質からプラズマに変換されるのではなく、プラズマから物質に変換されます。これが、宇宙の99％がプラズマである理由です。電子が原子から剥ぎ取られることはなく、プラズマ内の電気エネルギーに結合して気体、液体、固体を形成するまで、電子が原子の一部になることはありませんでした。
http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma 「ビッグバンの直後の数百万分の1秒間、宇宙はあらゆる種類の驚くほど熱くて濃いスープで満たされていました。この混合物は、クォーク（基本的な物質）と、通常はクォークを馴染みのある陽子や中性子などの種に「接着」する強い力のキャリアであるグルオンによって支配されていました。これらの最初のエバネセントモーメントではしかし、極端な温度の場合、クォークとグルオンは弱くしか結合せず、クォークグルオンプラズマと呼ばれるものの中で自由に自由に動くことができます」
そしておそらく130億年以上後、そのプラズマの一部は、固体、液体、気体に結合しています。残りはイオンと電子の混合物に結合し、そのクォーク/グルーオン状態から凝縮します。
固体、液体、気体から形成されていると見なすのは誤った視点であり、によってまったくサポートされていません。理科。代わりに、固体、液体、気体はプラズマから形成されます。