Πλάσμα εναντίον Αερίου
Η ύλη υπάρχει σε διαφορετική κατάσταση. Αναγνωρίζουμε κυρίως τρεις καταστάσεις ως στερεά, υγρά και αέρια. Εκτός από αυτές τις κύριες μορφές, μπορεί να υπάρχουν λίγο διαφορετικές καταστάσεις όπου η ύλη δεν εμφανίζει όλα τα χαρακτηριστικά των κύριων καταστάσεων. Το πλάσμα είναι μια τέτοια κατάσταση.
Gas
Το αέριο είναι μία από τις καταστάσεις που υπάρχει η ύλη. Έχει αντιφατικές ιδιότητες από στερεά και υγρά. Τα αέρια δεν έχουν τάξη και καταλαμβάνουν οποιοδήποτε χώρο. Τα μεμονωμένα σωματίδια αερίου διαχωρίζονται και έχουν μεγάλη απόσταση μεταξύ τους σε ένα μείγμα αερίου σε σύγκριση με ένα διάλυμα ή ένα στερεό. Επομένως, δεν έχουν ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις. Η συμπεριφορά τους επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από μεταβλητές όπως η θερμοκρασία, η πίεση κ.λπ. Όταν εφαρμόζεται υψηλή πίεση, τα αέρια μειώνουν τον όγκο και όταν απελευθερώνεται η πίεση διαστέλλονται και γεμίζουν τον συνολικό χώρο που δίνεται. Η ατμόσφαιρα αποτελείται από διάφορους τύπους και ποσότητες αερίων. Μερικά αέρια είναι διατομικά (άζωτο, οξυγόνο) και μερικά είναι μονοατομικά (αργό, ήλιο). Υπάρχουν αέρια που αποτελούνται από ένα μόνο στοιχείο (αέριο οξυγόνο), και μερικά έχουν δύο ακόμη στοιχεία συνδυασμένα (διοξείδιο του άνθρακα, οξείδιο του αζώτου). Τα αέρια μπορεί να είναι άχρωμα ή άχρωμα. Κανονικά ένα έγχρωμο αέριο θα φαινόταν άχρωμο στο γυμνό μάτι μας εάν κατανεμηθεί σε μεγάλο όγκο. Ορισμένα αέρια έχουν χαρακτηριστική μυρωδιά (υδρόθειο). Τις περισσότερες φορές είναι πολύ δύσκολο να αναγνωρίσουμε ένα αέριο εάν δεν έχουν μια χαρακτηριστική φυσική ιδιότητα. Επιστήμονες όπως ο Robert Boyle, ο Jacques Charles, ο John D alton, ο Joseph Gay-Lussac και ο Amedeo Avogadro έχουν μελετήσει διάφορες φυσικές ιδιότητες των αερίων και τις συμπεριφορές τους. Γνωρίζουμε τους νόμους του ιδανικού αερίου και του πραγματικού αερίου που έχουν παρουσιάσει. Το ιδανικό αέριο είναι μια θεωρητική έννοια που χρησιμοποιούμε για τους σκοπούς της μελέτης μας. Για να είναι ένα αέριο ιδανικό, θα πρέπει να έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά. Εάν λείπει ένα από αυτά, τότε το αέριο δεν θεωρείται ιδανικό αέριο.
• Οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των μορίων αερίου είναι αμελητέες.
• Τα μόρια αερίου θεωρούνται ως σημειακά σωματίδια. Επομένως, σε σύγκριση με τον χώρο που καταλαμβάνουν τα μόρια του αερίου, οι όγκοι των μορίων είναι ασήμαντοι.
Ένα ιδανικό αέριο χαρακτηρίζεται από τρεις μεταβλητές, την πίεση, τον όγκο και τη θερμοκρασία. Η ακόλουθη εξίσωση ορίζει τα ιδανικά αέρια.
PV=nRT=NkT
Για ένα αέριο, όταν μία ή και οι δύο παραπάνω παραδοχές είναι άκυρες, τότε αυτό το αέριο είναι γνωστό ως πραγματικό αέριο. Στην πραγματικότητα συναντάμε πραγματικά αέρια στο φυσικό περιβάλλον. Ένα πραγματικό αέριο διαφέρει από την ιδανική κατάσταση σε πολύ υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.
Πλάσμα
Αυτή είναι μια κατάσταση ύλης παρόμοια με το αέριο, αλλά έχει λίγες διαφορές. Παρόμοια με το αέριο, το πλάσμα δεν έχει ακριβές σχήμα ή όγκο. Γεμίζει τον δεδομένο χώρο. Η διαφορά είναι ότι, αν και βρίσκεται σε αέρια κατάσταση, μέρος των σωματιδίων ιονίζεται στο πλάσμα. Επομένως, το πλάσμα περιέχει φορτισμένα σωματίδια όπως θετικά και αρνητικά ιόντα. Αυτός ο ιονισμός μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορες μεθόδους. Μια μέθοδος είναι η θέρμανση. Επιπλέον, το πλάσμα μπορεί να δημιουργηθεί με την εφαρμογή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όπως μικροκυμάτων ή λέιζερ. Αυτές οι ακτινοβολίες προκαλούν διάσπαση δεσμών, δημιουργώντας έτσι φορτισμένα σωματίδια. Δεδομένου ότι υπάρχει σημαντική ποσότητα φορτισμένων σωματιδίων, το πλάσμα μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό. Λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών που αναφέρθηκαν παραπάνω, το πλάσμα θεωρείται ότι είναι μια ξεχωριστή κατάσταση ύλης που χωρίζεται από στερεά, υγρά ή αέρια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αερίου και πλάσματος;
• Το πλάσμα περιέχει μόνιμα φορτισμένα σωματίδια σε σύγκριση με αέρια.
• Το πλάσμα μπορεί να μεταφέρει τον ηλεκτρισμό καλύτερα από τα αέρια.
• Επειδή το πλάσμα περιέχει φορτισμένα σωματίδια, ανταποκρίνονται στο ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο καλύτερα από τα αέρια.
