Istnieją cztery stany skupienia materii: stały, ciekły, gazowy i plazmowy. Na przykład gaz może składać się z pojedynczych atomów (takich jak neon gazów szlachetnych) lub cząsteczek pierwiastków, takich jak tlen, składających się z różnych atomów. Atomy lub cząsteczki, z których usunięto jeden lub więcej elektronów orbitalnych (lub, w rzadkich przypadkach, dodano dodatkowy elektron) i wolne elektrony łączą się, tworząc plazmę.
Gaz kontra plazma
Różnica między gazem a plazmą polega na tym, że oba stany są materią, ale różnią się ze względu na posiadane właściwości. Oba są różne, jeśli chodzi o zawarte w nich cząsteczki. Cząsteczki gazu są oddzielone od siebie i nie mogą przez nie przewodzić przewodnictwa elektrycznego, podczas gdy w plazmie przewodnictwo elektryczne jest wysokie, ponieważ cząsteczki są ściśle upakowane w plazmie.
Nieokreślony kształt i objętość charakteryzują stan substancji zwanej „gazem”. W przeciwieństwie do gazów ciała stałe i ciecze mają tak mniejszą gęstość. Pomiędzy cząsteczkami o dużej energii kinetycznej jest dużo przestrzeni. Cząsteczki przemieszczają się szybko i oddziałują, powodując ich rozproszenie lub rozproszenie, aż zostaną równomiernie rozłożone w całej objętości pojemnika.
Czwarty stan skupienia określany jest jako plazma. Ogrzewanie gazu, aż jego elektrony będą miały wystarczającą energię, aby uciec z uchwytu dodatnio naładowanego jądra, wytwarza plazmę. Jony powstają, gdy połączenia molekularne pękają, a atomy otrzymują lub tracą elektrony. Do wytworzenia plazmy można użyć lasera, generatora mikrofal lub innego silnego pola elektromagnetycznego.
Tabela porównawcza między gazem a plazmą
| Parametry porównania | Gaz | Osocze |
| Rodzaj | Trzeci stan materii | Czwarty stan materii |
| Definicja | substancja lub materia w stanie swobodnie rozszerzającym się, aby wypełnić całą pojemność pojemnika, bez ustalonego kształtu (w przeciwieństwie do ciała stałego) lub objętości (w przeciwieństwie do cieczy). | zjonizowany gaz z procentem dodatnich jonów i wolnych elektronów, który prawie nie daje całkowitego ładunku elektrycznego, często przy niskim ciśnieniu lub w ekstremalnie wysokich temperaturach |
| Przewodność prądu elektrycznego | Bardzo niski | Bardzo wysoko |
| Zdolność do samodzielnego działania | Jeden | Dwa lub więcej |
| Rozkład prędkości | Maxwellowski | niemaxwellowski |
| Oddziaływania w cząsteczkach | Dwójkowy | Kolektyw |
Co to jest gaz?
Z ciałem stałym, cieczą i plazmą jako pozostałymi trzema stanami materii, które składają się na cztery podstawowe stany materii, gaz jest jednym. Poszczególne atomy (takie jak gaz szlachetny, taki jak neon), cząsteczki pierwiastków lub złożone cząsteczki złożone z różnych atomów mogą tworzyć czysty gaz (np. dwutlenek węgla). Mieszanina gazów, taka jak powietrze, składa się z różnych czystych gazów. Gaz różni się od cieczy i ciał stałych przez rozległą separację poszczególnych cząstek gazu.
Dostępna może być pewna proporcja cząstek obojętnych, w zależności od temperatury i gęstości, w którym to przypadku plazma jest określana jako częściowo zjonizowana. Częściowo zjonizowana plazma obejmuje neony i oświetlenie. Ponieważ plazma nie jest dobrze zdefiniowana, w przeciwieństwie do pozostałych trzech stanów materii, jest to kwestia interpretacji i kontekstu.
Ciśnienie, objętość, liczba cząstek i temperatura to cztery czynniki fizyczne lub właściwości makroskopowe, które utrudniają natychmiastową obserwację większości gazów.
Naukowcy Robert Boyle, Jacques Charles, John Dalton, Joseph Gay-Lussac i Amedeo Avogadro konsekwentnie obserwowali te cztery charakterystyczne cechy różnych gazów w różnych środowiskach. W końcu ich wszechstronne badania doprowadziły do powstania matematycznego związku między tymi właściwościami, wyrażonego prawem gazu doskonałego.
Co to jest plazma?
Plazma, szeroko badana przez Irvinga Langmuira w latach dwudziestych, jest jednym z czterech podstawowych stanów skupienia materii. Gazy jonowe składają się z atomów lub cząsteczek, które upuściły jeden lub więcej elektronów orbitalnych, a także wolne elektrony. Plazma jest najczęstszą formą standardowej materii we wszechświecie, poza ciemną materią i znacznie bardziej nieuchwytną ciemną energią. Plazma jest zwykle powiązana z gwiazdami, takimi jak nasza, ale można ją również znaleźć w gromadach skoncentrowanych średnich i prawdopodobnie w obszarach międzyplanetarnych.
Dostępna może być pewna proporcja cząstek obojętnych, w zależności od temperatury i gęstości, w którym to przypadku plazma jest określana jako częściowo zjonizowana. Częściowo zjonizowana plazma obejmuje neony i oświetlenie. Ponieważ plazma nie jest dobrze zdefiniowana, w przeciwieństwie do pozostałych trzech stanów materii, jest to kwestia interpretacji i kontekstu.
Dostępna może być pewna proporcja cząstek obojętnych, w zależności od temperatury i gęstości, w którym to przypadku plazma jest określana jako częściowo zjonizowana. Częściowo zjonizowana plazma obejmuje neony i oświetlenie. Ponieważ plazma nie jest dobrze zdefiniowana, w przeciwieństwie do pozostałych trzech stanów materii, jest to kwestia interpretacji i kontekstu. Zgodnie ze zjawiskiem, o którym mowa, substancja musi być zjonizowana, aby można ją było nazwać „plazmą”. Innymi słowy, plazma jest substancją, której nie da się właściwie scharakteryzować bez uwzględnienia istnienia naładowanych cząstek.
Główne różnice między gazem a plazmą
Wniosek
Plazmy są podobne do gazów, ale ich atomy różnią się, ponieważ składają się z wolnych elektronów i jonów określonego pierwiastka, takiego jak neon (Ne). Ponieważ plazma składa się z grup cząstek naładowanych dodatnio i ujemnie, różni się od gazu. Elektrony w gazie neonowym są całkowicie połączone z jądrem. Główną różnicą jest to, że w gazie atomy pozostają nienaruszone i generalnie połączone w cząsteczki, ale w plazmie przynajmniej część elektronów jest całkowicie oddzielona od swoich atomów. Innymi słowy, cząstki plazmy są naładowane, podczas gdy cząstki gazu są w dużej mierze nienaładowane.
