Plazma (agregatno stanje). Umetno ustvarjena in naravna plazma

Enaka snov v naravi ima sposobnost radikalno spreminjati njegove lastnosti glede na temperaturo in tlak. Odličen primer tega je voda, ki obstaja v obliki trdnega ledu, tekočine in pare. To so tri agregatna stanja določene snovi, ki imajo kemijsko formulo H₂

Molekularna struktura

Kakšna so štiri stanja snovi, v katerih je odvisna snov? Iz interakcije elementov atomov in samih molekul so obdarjene lastnosti vzajemnega odbijanja in privlačnosti. Te sile sam kompenzirajo v trdnem stanju, kjer so atomi geometrijsko urejeni, tako da tvori kristalno mrežo. V tem primeru je materialni predmet sposoben obdržati tako kakovostne značilnosti, navedene zgoraj: obseg in obliko.

Toda, če se kinetična energija molekul poveča, kaotično premika, uničijo ustaljeni red in se pretvarjajo v tekočine. Imajo fluidnost in so značilna pomanjkanje geometrijskih parametrov. Toda ta snov ohranja svojo sposobnost, da ne spremeni celotne količine. V plinastem stanju med molekulami ni vzajemne privlačnosti, zato plin nima oblike in ima možnost neomejenega širjenja. Vendar se koncentracija snovi v tem primeru znatno zmanjša. Molekule same ne spreminjajo v normalnih pogojih. To je glavna značilnost prvih 3 od 4 stanja snovi.

Transformacija držav

Proces preoblikovanja trdnega telesa v druge oblike je mogoče doseči, postopoma povečevati temperaturo in spreminjati kazalnike tlaka. V tem primeru se prehodi dogajajo spazmodično: razdalja med molekulami se znatno poveča, medmolekularne vezi se zlijo s spremembami v gostoti, entropiji in količini proste energije. Tudi trdno telo je možno pretvoriti v plinasto obliko, ki mimo vmesnih stopenj. To se imenuje sublimacija. Takšen postopek je povsem mogoče v običajnih kopenskih razmerah.

Toda če vrednosti temperature in tlaka dosežejo kritično raven, ioniziran plin. Notranja energija snovi je tako povečana, da se elektroni, ki se premikajo s hitro hitrostjo, zapustijo svoje intraamerične orbite. V tem primeru se oblikujejo pozitivni in negativni delci, vendar njihova gostota v nastali strukturi ostaja skoraj enaka. Tako nastane plazma - agregatno stanje snovi, ki je dejansko plin, ki je v celoti ali delno ioniziran, katerega elementi so opremljeni z zmožnostjo interakcije na velikih razdaljah.

Visokotemperaturna kozmična plazma

Plazma je praviloma nevtralna snov, čeprav je sestavljena iz nabranih delcev, ker se pozitivni in negativni elementi v njej, ki so približno enaki po številu, medsebojno kompenzirajo. To agregatno stanje v običajnih kopenskih razmerah se pojavi manj pogosto kot druge, ki smo jih prej omenili. Toda kljub temu je večina kozmičnih teles sestavljena iz naravne plazme.

Primer tega je Sonce in druge številne zvezde vesolja. Temperatura je izjemno visoka. Navsezadnje na površini glavnega svetilnika našega planetarnega sistema dosežejo 5.500 ° C. To je več kot petdesetkrat višje od parametrov, ki so potrebni za vrenje vode. V središču ognjeodporne krogle je temperatura 15.000.000 ° C. Ni presenetljivo, da so plini (predvsem vodik) tam ionizirani, da bi dosegli agregatno stanje plazme.

Plazma nizke temperature v naravi

Medzvezdni medij, ki zapolnjuje galaktični prostor, je sestavljen tudi iz plazme. Vendar pa se razlikuje od njegove visokotemperaturne različice, opisane že prej. Takšna snov je sestavljena iz ionizirane snovi, ki izhaja iz sevanja, ki ga oddajajo zvezde. To je nizkotemperaturna plazma. Na enak način sončni žarki, ki segajo do meja Zemlje, ustvarjajo ionosfero in sevalni pas nad njo, sestavljen iz plazme. Razlike samo v sestavi snovi. Čeprav v podobnem stanju lahko najdemo vse elemente, predstavljene v periodični tabeli.

Plazma v laboratoriju in njegova uporaba

Po zakonih fizika, plazma zlahka pridobljena v običajnih pogojih za nas. Pri izvajanju laboratorijskih poskusov zadošča kondenzator, dioda in upornost, povezana v seriji. Podobno vezje je za sekundo povezano s trenutnim virom. In če dotaknete žice na kovinsko površino, se njegov delci, pa tudi pare in zrak, ki se nahajajo blizu molekule, ionizirajo in se pojavijo v agregatnem stanju plazme. Podobne lastnosti snovi se uporabljajo pri ustvarjanju ksenona in neona svetilke, plazma zasloni in varilni stroji.

Plazma in naravni pojavi

V naravnih razmerah lahko plazmo opazimo v luči severnega luči in v nevihti v obliki kroglaste strele. Razlago nekaterih naravnih pojavov, ki so bila prej pripisana mističnim značilnostim, je dana moderna fizika. Plazemski je oblikovana in osvetljena na koncu visokih in ostrih predmetov (drogovih, stolpih, ogromna drevesa) s posebno stanje ozračja, ki ga mornarji, sprejetih pred stoletji, za glasnik srečo. Zato je bil ta pojav imenovan "Svetlobni sveti Elm".

Ko so v nevihti v nevihti videli, kako se je kronska odplava v obliki križnih ščetk ali snopov, so to potegnili kot dobro znamenje, spoznali, da so ušli v nevarnost. Ni čudno, ker bi predmeti, ki se dvignili nad vodo, primerni za "znamenja svetnika", lahko govorili o približevanju ladje do obale ali napovedovanju srečanja z drugimi ladjami.

Nepravilna plazma

Zgornji primeri so zgovorni dokazi, da snov ni treba segrevati na fantastične temperature, da bi dosegli stanje plazme. Za ionizacijo zadostuje, da se uporabi moč elektromagnetnega polja. V tem primeru težki sestavni elementi snovi (ionov) ne pridobivajo večje energije, ker temperatura med procesom tega postopka ne sme preseči več deset stopinj Celzija. V takšnih pogojih se svetlobni elektroni, ločeni od glavnega atoma, gibljejo veliko hitreje kot več inertnih delcev.

Taka hladna plazma se imenuje neravnovesje. Poleg plazemskih televizorjev in neonskih svetilk se uporablja tudi za čiščenje vode in hrane, ki se uporablja za medicinsko dezinfekcijo. Poleg tega lahko hladna plazma pospeši pospeševanje kemičnih reakcij.

Načela uporabe

Odličen primer, kako se umetno ustvarjena plazma uporablja v korist človeštva, je proizvodnja plazemskih monitorjev. Celice takega zaslona so opremljene z zmožnostjo oddajanja svetlobe. Panel je nekakšen "sendvič", izdelan iz steklenih plošč, tesno nameščen drug proti drugemu. Med njimi so postavljene škatle z mešanico inertnih plinov. Lahko so neon, ksenon, argon. Na notranji površini celic se uporabljajo fosforji modre, zelene in rdeče.

Zunaj celic se prenašajo tokovne elektrode, med katerimi se tvori napetost. Posledično se pojavlja električno polje in posledično so molekule plina ionizirane. Nastala plazma oddaja ultravijolične žarke, ki jih absorbirajo fosforji. Glede na to se pojavi pojav fluorescence skozi emitirane fotone. Zaradi kompleksne kombinacije žarkov v vesolju se pojavi živahna podoba različnih barv.

Plazma groze

Smrtonosni obraz ima to obliko materije med jedrsko eksplozijo. Plazma v velikih volumnih je nastala med tem nekontroliranim procesom s sproščanjem ogromnega števila različnih vrst energije. Toplotni val, ki je nastal kot posledica sproženja detonatorja, se v prvih sekundah izlije v zrak in ogreva okoliški zrak do ogromnih temperatur. Na tej točki se pojavi smrtonosna ognjena krogla, ki raste z impresivno hitrostjo. Vidno območje svetle krogle se povečuje zaradi ioniziranega zraka. Strki, klopi in curki eksplozijske plazme tvori udarni val.

Sprva, žareča krogla, ki napreduje, takoj absorbira vse na svoji poti. V prahu se preoblikujejo ne samo kosti in človeška tkiva, temveč tudi trde kamnine, celo najtrajnejše umetne strukture in predmeti so uničeni. Ne shranjujte okenskih vrat v varnih zavetiščih, rezervoarjih in drugi vojaški opremi.

Plazma po svojih lastnostih spominja na plin, ker nima določenih oblik in volumna in je zato sposobna neomejenega širjenja. Zato mnogi fiziki menijo, da se ga ne bi smelo obravnavati kot ločena agregatna država. Vendar pa obstajajo znatne razlike od preprostega vročega plina. Te vključujejo: sposobnost vodenja električnih tokov in dovzetnosti za vpliv magnetnih polj, nestabilnost in sposobnost sestavljenih delcev, da imajo različne stopnje temperature in temperatur, medtem ko med seboj sodelujejo skupaj.