science >> Wetenschap >  >> Chemie

Kenmerken van Plasmas

Plasma's zijn de "vierde toestand van materie", na de bekende vaste stof, vloeistoffen en gassen. Hoewel zeldzaam op aarde, is plasma in het hele universum overvloedig en bevat het bijna 99 procent van de bekende materie. Sterren, de randen van bliksem en de ionosfeer van de aarde bestaan voornamelijk uit plasma. Plasma bestaat in een gasvormige toestand, maar vanwege een aantal unieke kenmerken wordt het beschouwd als zijn eigen materietoestand.
Het voorkomen van plasma's

Plasma kan optreden door materie aan zeer hoge temperaturen te onderwerpen, aan straling of hoge spanningen, zoals in een bliksemschicht. Bij lage temperaturen sluiten atomen samen om vaste stoffen te vormen, zoals een kristal. Hogere temperaturen maken de bindingen tussen atomen los en brengen ze in een vloeibare toestand. Bij nog hogere temperaturen worden de bindingen tussen atomen verder losser, waardoor stoffen in gassen veranderen. Extreem hoge temperaturen, zoals die van de zon, strippen sommige of alle elektronen weg van atomen, waardoor een "soep" van atoomkernen, ionen en elektronen ontstaat; dit is de plasma-toestand.
Consistentie van plasma

Net als gassen en in tegenstelling tot vaste stoffen, drijven plasma's vrij rond; indien ingesloten, breiden plasma's uit om de container te vullen. Net als gassen hebben plasma's dichtheid en druk. In diepe ruimte kunnen plasma's extreem dun en dun zijn, gemiddeld ongeveer één atoom per kubieke centimeter; het plasma in de kern van de zon is daarentegen 10 keer dichter dan lood.
Kenmerken van plasma's

Omdat ze bestaan uit vrij stromende elektrisch geladen deeltjes, hebben plasma's verschillende unieke eigenschappen. In de meeste plasma's komen protonen en elektronen in gelijke aantallen voor, waardoor ze elektrisch neutraal zijn; Omdat ze echter vrij stromen, worden plasma's beïnvloed door elektrische en magnetische velden op manieren die niet in andere vormen van materie worden gezien. Deze velden kunnen plasma's over grote afstanden beïnvloeden, knijpen, kromtrekken en vormen, zoals in de grote, draaiende flares die op het oppervlak van de zon worden gezien.
Thermische en niet-thermische plasma's

Een thermisch plasma is een waarin de elektronen en ionen dezelfde temperatuur hebben als hun omgeving, zoals in de sterren; ter vergelijking, niet-thermische plasma's zijn zakken met energieke, geladen deeltjes in een verder "koele" omgeving. Een voorbeeld hiervan zijn de kunstmatige plasma's die door de foodservice-industrie worden gebruikt om verse producten te steriliseren. In dit proces doodt een straal plasma bacteriën; omdat slechts kleine hoeveelheden plasma nodig zijn, vermengen de atomen zich met lucht op kamertemperatuur en koelen snel