สถานะของพลาสมาประเภทและตัวอย่าง - เคมี - 2026

รัฐพลาสม่าเป็นหนึ่งในวิธีพื้นฐานที่ว่าสามารถรวมและมันเป็นที่โดดเด่นมากที่สุดในจักรวาล พลาสม่าประกอบด้วยก๊าซที่ร้อนจัดสว่างและแตกตัวเป็นไอออนสูงจนถึงจุดที่ได้รับคุณสมบัติเฉพาะที่ทำให้เกิดความแตกต่างจากสถานะของก๊าซหรือก๊าซอื่น ๆ โดยเฉพาะ

เราเห็นพลาสม่ากระจายอยู่ในดวงดาวบนท้องฟ้ายามค่ำคืน เนื่องจากมีดาวจำนวนไม่สิ้นสุดในจักรวาลเช่นเดียวกับเนบิวล่าและสิ่งมีชีวิตบนท้องฟ้าอื่น ๆ จึงถือเป็นสถานะที่สำคัญที่สุดของสสาร บนโลกถือเป็นสถานะที่สี่รองจากของเหลวของแข็งและก๊าซ

โคมไฟพลาสม่า

ดวงอาทิตย์เป็นตัวอย่างที่ใกล้เคียงที่สุดที่เราสามารถชื่นชมลักษณะของพลาสมาในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติบนเกล็ดขนาดใหญ่ ในทางกลับกันปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเกิดขึ้นบนโลกซึ่งมีการกระตุ้นให้เกิดพลาสมาในลักษณะชั่วขณะเช่นไฟไหม้และฟ้าผ่าในพายุ

พลาสม่าไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูง (หลายล้านองศาเคลวิน) แต่ยังมีศักย์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ด้วยหลอดไส้และการนำไฟฟ้าที่ไม่มีที่สิ้นสุด

ลักษณะของพลาสมา

พลาสมาของดวงดาวและเนบิวล่าประกอบขึ้นเป็นส่วนทั้งหมดของจักรวาลที่สังเกตได้ ที่มา: pxhere.

ส่วนประกอบ

สสารประกอบด้วยอนุภาค (โมเลกุลอะตอมไอออนเซลล์ ฯลฯ ) ซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพและแรงที่เพิ่มเข้ามาทำให้เกิดสถานะของแข็งของเหลวหรือก๊าซ

อนุภาคในพลาสมาประกอบด้วยอะตอมที่มีประจุบวกหรือที่รู้จักกันดีในชื่อไอออนบวก (+) และอิเล็กตรอน (-) ในสถานะพลาสม่าของสสารไม่มีการพูดถึงโมเลกุล

ไอออนบวกและอิเล็กตรอนสั่นด้วยความถี่สูงมากซึ่งแสดงพฤติกรรมโดยรวมและไม่ใช่ของแต่ละบุคคล พวกมันไม่สามารถแยกหรือเคลื่อนย้ายโดยที่อนุภาคทั้งชุดไม่ถูกรบกวน

สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเช่นกับก๊าซโดยที่อะตอมหรือโมเลกุลของมันแม้จะชนกัน แต่ก็มีปฏิสัมพันธ์น้อยมาก

การอบรม

สถานะของพลาสมาส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อก๊าซแตกตัวเป็นไอออนอันเป็นผลมาจากการสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงมาก

เริ่มกันที่น้ำแข็งก้อนก่อน นี่คือของแข็ง ถ้าร้อนน้ำแข็งจะละลายเป็นน้ำเหลว จากนั้นด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงขึ้นน้ำจะเริ่มเดือดและหนีจากของเหลวเป็นไอซึ่งเป็นก๊าซ จนถึงตอนนี้เรามีสามสถานะของสสารที่รู้จักกันดีที่สุด

หากไอน้ำได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูงขึ้นมากภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวยจะมีช่วงเวลาหนึ่งที่พันธะของพวกมันจะแตกออกเป็นอะตอมของออกซิเจนและไฮโดรเจนอิสระ จากนั้นอะตอมจะดูดซับความร้อนมากจนอิเล็กตรอนของมันเริ่มยิงออกไปสู่สิ่งรอบข้าง ด้วยเหตุนี้ไอออนบวกออกซิเจนและไฮโดรเจนจึงถูกสร้างขึ้น

ไอออนบวกเหล่านี้ห่อหุ้มด้วยเมฆอิเล็กตรอนเสริมด้วยการกระทำของชุมชนและแหล่งท่องเที่ยวที่เกิดไฟฟ้าสถิต ว่ากันว่าได้รับพลาสมาจากน้ำ

ในกรณีนี้พลาสมาถูกสร้างขึ้นโดยการกระทำของพลังงานความร้อน อย่างไรก็ตามรังสีที่มีพลังสูง (รังสีแกมมา) รวมถึงศักย์ไฟฟ้าที่แตกต่างกันมากก็สามารถทำให้เกิดลักษณะที่ปรากฏได้เช่นกัน

Quasineutrality

พลาสม่ามีลักษณะเป็น quasineutral (เกือบเป็นกลาง) เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นและถูกปล่อยออกมาจากอะตอมมีแนวโน้มที่จะเท่ากับขนาดของประจุบวกของไอออนบวก ตัวอย่างเช่นพิจารณาอะตอมของแคลเซียมที่เป็นก๊าซที่สูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งและสองตัวเพื่อสร้างไอออนบวก Ca ⁺และ Ca ²⁺ตามลำดับ:

Ca (g) + พลังงาน→ Ca ⁺ (g) + e ^-

Ca ⁺ (g) + พลังงาน→ Ca ²⁺ (g) + e ^-

เป็นกระบวนการระดับโลก:

Ca (g) + พลังงาน→ Ca ²⁺ (g) + 2e ^-

สำหรับทุก ๆ Ca ²⁺ที่เกิดขึ้นจะมีอิเล็กตรอนอิสระสองตัว ถ้ามี Ca ²⁺สิบตัวก็จะมีอิเล็กตรอน 20 ตัวและอื่น ๆ เหตุผลเดียวกันนี้ใช้กับไอออนบวกที่มีขนาดประจุสูงกว่า (Ca ³⁺ , Ca ⁵⁺ , Ca ⁷⁺ฯลฯ ) แคลเซียมไอออนบวกและอิเล็กตรอนกลายเป็นส่วนหนึ่งของพลาสมาในสุญญากาศ

คุณสมบัติทางกายภาพ

โดยทั่วไปพลาสมาดูเหมือนจะเป็นก๊าซเหลวที่ร้อนและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูงซึ่งตอบสนองหรือมีความไวต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ด้วยวิธีนี้พลาสม่าสามารถควบคุมหรือล็อคได้โดยการจัดการกับสนามแม่เหล็ก

ประเภทของพลาสมา

แตกตัวเป็นไอออนบางส่วน

พลาสมาที่แตกตัวเป็นไอออนบางส่วนคืออะตอมที่ไม่สูญเสียอิเล็กตรอนทั้งหมดและอาจมีอะตอมเป็นกลาง ในตัวอย่างของแคลเซียมอาจเป็นส่วนผสมของไอออนบวก Ca ²⁺อะตอมของCa และอิเล็กตรอน พลาสมาชนิดนี้เรียกอีกอย่างว่าพลาสมาเย็น

ในทางกลับกันพลาสม่าสามารถบรรจุในภาชนะหรือวิธีการฉนวนเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของความร้อนไปยังสิ่งรอบข้าง

แตกตัวเป็นไอออนเต็มที่

พลาสมาที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์คืออะตอมของมันที่ "เปลือย" เนื่องจากพวกมันสูญเสียอิเล็กตรอนไปหมดแล้ว ดังนั้นไอออนบวกจึงมีประจุบวกสูง

ในกรณีของแคลเซียมพลาสมานี้จะประกอบไปด้วย Ca ²⁰⁺ไอออนบวก(แคลเซียมนิวเคลียส) และอิเล็กตรอนพลังงานสูงจำนวนมาก พลาสมาชนิดนี้เรียกอีกอย่างว่าพลาสมาร้อน

ตัวอย่างของพลาสมา

หลอดพลาสม่าและไฟนีออน

หลอดไฟพลาสม่าให้มุมมองที่ปลอดภัยและใกล้ชิดว่าสถานะของสสารนี้มีพฤติกรรมอย่างไร ที่มา: pxhere.

โคมไฟพลาสม่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ประดับประดาห้องนอนด้วยแสงไฟที่น่ากลัว อย่างไรก็ตามมีวัตถุอื่น ๆ ที่เราสามารถเห็นสถานะของพลาสมาได้: ในแสงไฟนีออนที่มีชื่อเสียงซึ่งมีปริมาณก๊าซสูงส่งที่ตื่นเต้นกับการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ความดันต่ำ

รังสี

รังสีที่ตกลงมาจากก้อนเมฆเป็นการแสดงพลาสมาของโลกในชั่วขณะและฉับพลัน

พายุสุริยะ

"อนุภาคพลาสม่า" บางส่วนก่อตัวขึ้นในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ของโลกโดยการแผ่รังสีแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง ในเปลวไฟหรือแส้ของดวงอาทิตย์เราเห็นพลาสมาจำนวนมหาศาล

แสงเงินแสงทองเหนือ

ปรากฏการณ์อีกอย่างที่เกี่ยวข้องกับพลาสมาพบได้ที่ขั้วของโลกนั่นคือแสงเหนือ ไฟที่มีสีเย็นฉ่ำเตือนเราว่าเปลวไฟเดียวกันในห้องครัวของเราเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของพลาสมา

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

พลาสม่ายังเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นโทรทัศน์และจอภาพในสัดส่วนที่น้อยกว่า

การเชื่อมและนิยายวิทยาศาสตร์

ตัวอย่างของพลาสม่ายังมีให้เห็นในกระบวนการเชื่อมในลำแสงเลเซอร์ในการระเบิดของนิวเคลียร์ในสตาร์วอร์สไลท์เซเบอร์ และโดยทั่วไปแล้วในอาวุธใด ๆ ที่มีลักษณะคล้ายกับปืนใหญ่พลังงานทำลายล้าง

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. ศูนย์วิทยาศาสตร์พลาสมาและฟิวชั่น (2020) พลาสมาคืออะไร? กู้คืนจาก: psfc.mit.edu
3. ศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ. (2020) พลาสมา สืบค้นจาก: scied.ucar.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 กุมภาพันธ์ 2563). พลาสม่าใช้ทำอะไรและทำมาจากอะไร? ดึงมาจาก: thoughtco.com
5. วิกิพีเดีย (2020) พลาสมา (ฟิสิกส์). สืบค้นจาก: en.wikipedia.org