¿Cuál ' es la diferencia entre gas y plasma?

¡Buena pregunta! La diferencia que la define es que en un gas los átomos están intactos y, de hecho, normalmente están unidos en moléculas, mientras que en un plasma al menos algunos de los electrones se separan por completo de sus átomos. En otras palabras, las partículas de un plasma están cargadas, pero las partículas de un gas están en su mayoría sin carga. Entonces, técnicamente, un plasma no es un gas y debería decirse que una estrella es una bola de plasma, no un gas. (En realidad, hay una capa externa delgada llamada fotosfera que en realidad consiste en gas porque la temperatura no es lo suficientemente alta como para formar plasma)

Sin embargo, fuera de la física, la gente a menudo usa la palabra «gas» para referirse a cualquier tipo de sustancia vaporosa, y en ese sentido supongo que un plasma cuenta. Así que hay un sentido en el que la afirmación de tu amigo podría considerarse correcto. Pero esa es una pregunta para el sitio en inglés.

Comentarios

• » » En realidad, hay una capa externa delgada llamada fotosfera que en realidad consiste en gas porque la temperatura no es ‘ t lo suficientemente alta como para formar plasma » » Me gustaría saber qué átomos resistirán la ionización a 6000 K.
• Una fracción razonable de una muestra de hidrógeno sería neutral a 6000 K. De hecho, casi todo de acuerdo con este cálculo .
• Nunca estuve contento con el plasma como un estado separado de Si ionizarlo lo convierte en un nuevo estado, ¿por qué no ‘ t tener hierro magnetizado lo convierte en un nuevo estado, o tener un cristal líquido con y sin voltaje en diferentes estados?
• @MartinBeckett En realidad, refiriéndose a los estados de magnetización o fases de cristal líquido como » sta tes de materia » no es ‘ t tan poco común. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter tiene un artículo bastante bueno sobre esto. Realmente depende de cuán amplios o precisos quieras que sean tus términos.
• Un apéndice útil al comentario de @Georg ‘ es que el » visible » La superficie del sol (la parte que vemos brillando) está en realidad bastante profunda en la envoltura con gran parte del material superpuesto relativamente no ionizado. Esto se debe explícitamente a que la opacidad depende del grado de ionización.

Los gases son sistemas muy simples. Solo considere un sello distintivo de todos los gases, el gas ideal. No hay ninguna interacciones entre las partículas allí. Los gases de la vida real tienen algunas interacciones, pero pueden tratarse como perturbaciones del gas ideal. Por supuesto, en ciertas partes de los diagramas de fase, los gases son más complicados. Estoy hablando de líneas de transición a líquidos y sólidos, por supuesto, y lo más importante de cosas peculiares que suceden en el punto crítico. Pero lo que normalmente consideramos gas (por ejemplo, el aire que nos rodea) puede tratarse como un grupo de partículas que no interactúan casi en absoluto. En otras palabras, estas partículas son prácticamente neutrales.

Por otro lado Por otra parte, el plasma no se trata solo de partículas. El plasma consta de partículas y campos (generalmente un campo EM, pero también hay muchos otros tipos) y hay fenómenos muy complejos que pueden transferir la energía entre los campos Este es un punto muy importante ya que la gente a menudo olvida que los campos son tan fundamentales como las partículas (más fundamentales incluso, ya que de acuerdo con la teoría cuántica de campos (QFT), las partículas son solo porciones locales de algún campo). vista de QFT, el plasma es una mezcla de campos de materia y de fuerza. Si tratáramos el sistema de partículas cargadas + campo EM en igualdad de condiciones, se describiría mejor como plasma de fotones de electrones. De manera similar, hay un plasma de quark-gluones ( donde la fuerza fuerte en lugar de la fuerza EM es dominante).

Entonces, los dos puntos principales sobre los plasmas es que contienen partículas cargadas (bajo cualquier fuerza) y campos y que son muy complicados (debido a que son muy densos, una condición necesaria para romper las partículas neutras en sus componentes cargados). Si entendiéramos el plasma lo suficientemente bien, p. Ej. Ser capaz de realizar la fusión termonuclear (al menos en principio). Actualmente, esto no es posible porque el plasma es muy inestable .

El plasma se considera uno de los 4 estados fundamentales de la materia. Las partículas cargadas deben estar lo suficientemente cerca como para que cada partícula influya en muchas partículas cargadas cercanas, en lugar de simplemente interactuar con la partícula más cercana (estos efectos colectivos son una característica distintiva de un plasma). La aproximación del plasma es válida cuando el número de portadores de carga dentro de la esfera de influencia (llamada esfera de Debye cuyo radio es la longitud de la pantalla de Debye) de una partícula en particular es mayor que la unidad para proporcionar el comportamiento colectivo de las partículas cargadas. El número medio de partículas en la esfera de Debye viene dado por el parámetro de plasma

Comentarios

• Tenga en cuenta que hay varios otros estados bastante exóticos de la materia (Condensados de Bose-Einstein, superfluidos, plasmas de quark-gluones, gases degenerados, etc.), por lo que » uno de los 4 estados fundamentales de la materia. » es una multa para pop-sci o un tratamiento introductorio, pero deja fuera algo de física muy interesante en condiciones extremas.