PLAZMA DURUMU: ÖZELLIKLERI, TÜRLERI VE ÖRNEKLERI - KIMYA - 2025

Plazma durum önemli bir araya hangi temel yollarından biridir ve gözlemlenebilir evrenin en baskın olduğu. Plazma, onu gaz halinden veya özellikle başka herhangi bir gazdan ayıran benzersiz özellikler kazandığı bir noktaya kadar sıcak, parlak ve oldukça iyonize bir gazdan oluşur.

Gece gökyüzünün yıldızlarına saçılmış plazmayı görüyoruz. Evrende sonsuz sayıda yıldızın yanı sıra bulutsular ve diğer göksel varlıklar olduğu için, maddenin en önemli hali olarak kabul edilir. Dünya'da sıvı, katı ve gaz halinden sonra dördüncü durum olarak kabul edilir.

Plazma lambası

Güneş, doğal bir ortamda plazmanın özelliklerini büyük ölçeklerde değerlendirebileceğimiz en yakın örnektir. Öte yandan Dünya'da, fırtınalarda ateş ve şimşek gibi anlık bir plazma görünümünün tetiklendiği doğal olaylar meydana gelir.

Plazma yalnızca yüksek sıcaklıklarla (milyonlarca Kelvin derece) değil, aynı zamanda büyük elektrik potansiyelleriyle, akkor ışıklarla ve sonsuz elektrik iletkenliğiyle de ilişkilidir.

Plazma özellikleri

Yıldızların ve bulutsuların plazması, gözlemlenebilir Evrenin neredeyse tamamını oluşturur. Kaynak: Pxhere.

Kompozisyon

Madde, etkinliğine ve eklendikleri kuvvetlere bağlı olarak katı, sıvı veya gaz halini oluşturan parçacıklardan (moleküller, atomlar, iyonlar, hücreler vb.) Oluşur.

Plazma parçacıkları, daha çok katyonlar (+) ve elektronlar (-) olarak bilinen pozitif yüklü atomlardan oluşur. Maddenin plazmatik durumunda moleküllerden söz edilmez.

Katyonlar ve elektronlar çok yüksek frekanslarda titreşir ve bireysel değil toplu bir davranış gösterir. Parçacık kümesinin tamamı rahatsız edilmeden ayrılamaz veya hareket edemezler.

Bu, örneğin atomlarının veya moleküllerinin birbirleriyle çarpışmalarına rağmen minimum, ihmal edilebilir etkileşime sahip olduğu gazlarda olmaz.

Eğitim

Plazma durumu, esas olarak bir gazın çok yüksek sıcaklıklara maruz kalmasının bir sonucu olarak iyonlaşmasıyla oluşur.

Önce bir buz küpüyle başlayalım. Bu sağlam. Isıtılırsa, buz eriyerek sıvı su haline gelecektir. Daha sonra daha yüksek sıcaklıklara ısıtılarak su kaynamaya başlayacak ve bir gaz olan buhar olarak sıvıdan dışarı çıkacaktır. Şimdiye kadar maddenin en iyi bilinen üç durumuna sahibiz.

Su buharı çok daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılırsa, uygun koşullar altında bağlarının koparak serbest oksijen ve hidrojen atomları oluşturacağı bir zaman gelecektir. Daha sonra atomlar o kadar çok ısıyı emer ki elektronları çevreye fırlamaya başlar. Böylece oksijen ve hidrojen katyonları oluşmuştur.

Bu katyonlar, topluluğun eylemi ve elektrostatik çekimlerle eklenen bir elektron bulutuna sarılır. Daha sonra sudan bir plazma elde edildiği söylenir.

Bu durumda, plazma, termal enerjinin etkisiyle oluşturuldu. Bununla birlikte, yüksek enerjili radyasyon (gama ışınları) ve elektrik potansiyellerindeki büyük farklılıklar da bunların ortaya çıkmasına neden olabilir.

Quasineutrality

Plazma, yarı nötr (neredeyse nötr) olma özelliğine sahiptir. Bunun nedeni, atomlardan uyarılan ve salınan elektronların sayısının, katyonların pozitif yüklerinin büyüklüklerine eşit olma eğiliminde olmasıdır. Örneğin ^, sırasıyla Ca ⁺ ve Ca2 ⁺ katyonlarını oluşturmak için bir ve iki elektron kaybeden gaz halindeki bir kalsiyum atomunu düşünün :

Ca (g) + Enerji → Ca ⁺ (g) + e ^-

Ca ⁺ (g) + Enerji → Ca ²⁺ (g) + e ^-

Küresel süreç olmak:

Ca (g) + Enerji → Ca ²⁺ (g) + 2e ^-

Oluşan her Ca2 ⁺ için iki serbest elektron olacaktır. On Ca2 ^{+ varsa} , o zaman yirmi elektron olacaktır ve bu böyle devam eder. Aynı mantık, daha yüksek yüklü katyonlar için de geçerlidir (Ca ³⁺ , Ca ⁵⁺ , Ca ⁷⁺ , vb.). Kalsiyum katyonları ve elektronları vakumda plazmanın parçası olur.

Fiziki ozellikleri

Plazma genel olarak elektromanyetik alanlara yanıt veren veya bunlara duyarlı olan sıcak, parlayan, elektriksel olarak oldukça iletken bir sıvı gaz gibi görünür. Bu şekilde, plazmalar bir manyetik alan manipüle edilerek kontrol edilebilir veya kilitlenebilir.

Plazma türleri

Kısmen iyonize

Kısmen iyonize plazma, atomların tüm elektronlarını kaybetmediği ve hatta nötr atomların bile olabileceği bir plazma. Kalsiyum örneğinde, Ca2 ⁺ katyonları, Ca atomları ve elektronların bir karışımı olabilir . Bu tür plazma aynı zamanda soğuk plazma olarak da bilinir.

Öte yandan plazmalar, ısının çevreye yayılmasını önleyen kaplar veya yalıtım araçları içinde tutulabilir.

Tamamen iyonize

Tam iyonize plazma, tüm elektronlarını kaybettikleri için atomlarının "çıplak" olduğu bir plazma. Bu nedenle, katyonları yüksek pozitif yüklü büyüklüklere sahiptir.

Kalsiyum söz konusu olduğunda, bu plazma Ca ²⁰⁺ katyonlarından (kalsiyum çekirdekleri) ve birçok yüksek enerjili elektrondan oluşacaktır . Bu tür plazma aynı zamanda sıcak plazma olarak da bilinir.

Plazma örnekleri

Plazma lambalar ve neon ışıklar

Plazma lambalar, maddenin bu durumunun nasıl davrandığına dair güvenli ve yakından bir görüş sunar. Kaynak: Pxhere.

Plazma lambalar, her yatak odasını hayalet ışıklarla süsleyen eserlerdir. Bununla birlikte, plazma durumuna şahit olabileceğimiz başka nesneler de var: asal gaz içeriği, düşük basınçlarda bir elektrik akımının geçişiyle heyecanlanan ünlü neon ışıklarında.

ışın

Bulutlardan düşen ışınlar, karasal plazmanın anlık ve ani bir tezahürüdür.

Güneş fırtınaları

Güneş radyasyonunun sürekli bombardımanıyla gezegenimizin iyonosferinde bazı "plazma parçacıkları" oluşur. Güneş'in işaret fişeklerinde veya kırbaçlarında muazzam miktarda plazma görüyoruz.

Aurora borealis

Plazma ile ilgili bir başka fenomen de Dünya'nın kutuplarında gözlemlenir: kuzey ışıkları. Buzlu renklere sahip bu ateş bize mutfaklarımızdaki aynı alevlerin başka bir rutin plazma örneği olduğunu hatırlatıyor.

Elektronik cihazlar

Plazma ayrıca televizyonlar ve monitörler gibi elektronik cihazların daha küçük oranlarda bir parçasıdır.

Kaynak ve bilim kurgu

Plazma örnekleri ayrıca kaynak işlemlerinde, lazer ışınlarında, nükleer patlamalarda, Yıldız Savaşları ışın kılıçlarında görülür; ve genel olarak konuşursak, yıkıcı bir enerji topunu andıran herhangi bir silahta.

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Plazma Bilimi ve Füzyon Merkezi. (2020 yılında). Plazma nedir? Kurtarıldı: psfc.mit.edu
3. Ulusal Atmosferik Araştırma Merkezi. (2020 yılında). Plazma. Kurtarıldı: scied.ucar.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Şubat 2020). Plazma Ne İçin Kullanılır ve Neden Yapılır? Kurtarıldı: thinkco.com
5. Vikipedi. (2020 yılında). Plazma (fizik). En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı