TRẠNG THÁI PLASMA: ĐẶC ĐIỂM, LOẠI VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC

Các trạng thái plasma là một trong những cách cơ bản, trong đó vấn đề có thể tổng hợp, và nó là chủ yếu nhất trong vũ trụ quan sát được. Plasma bao gồm một chất khí nóng, sáng và bị ion hóa cao, đến mức mà nó có được những đặc tính độc đáo giúp phân biệt nó với trạng thái khí hoặc bất kỳ loại khí nào khác nói riêng.

Chúng ta thấy plasma nằm rải rác trong các ngôi sao của bầu trời đêm. Vì có vô số các ngôi sao trong Vũ trụ, cũng như các tinh vân và các thực thể thiên thể khác, nó được coi là trạng thái quan trọng nhất của vật chất. Trên Trái đất, nó được coi là trạng thái thứ tư, sau thể lỏng, rắn và khí.

Đèn plasma

Mặt trời là ví dụ gần nhất mà chúng ta có thể đánh giá cao các đặc tính của plasma trong môi trường tự nhiên trên quy mô lớn. Mặt khác, các hiện tượng tự nhiên xảy ra trên Trái đất, trong đó sự xuất hiện nhất thời của plasma được kích hoạt, chẳng hạn như lửa và sét trong các cơn bão.

Plasma không chỉ liên quan đến nhiệt độ cao (hàng triệu độ kelvin), mà còn có thế điện lớn, với đèn sợi đốt và khả năng dẫn điện vô hạn.

Đặc điểm huyết tương

Plasma của các ngôi sao và tinh vân trên thực tế tạo nên toàn bộ Vũ trụ có thể quan sát được. Nguồn: Pxhere.

Thành phần

Vật chất bao gồm các hạt (phân tử, nguyên tử, ion, tế bào, v.v.), tùy thuộc vào hiệu quả và lực mà chúng được thêm vào, thiết lập trạng thái rắn, lỏng hoặc khí.

Các hạt plasma bao gồm các nguyên tử mang điện tích dương, hay còn được gọi là cation (+) và electron (-). Ở trạng thái plasmatic của vật chất không có sự nói chuyện của các phân tử.

Các cation và electron dao động ở tần số rất cao cho thấy một hành vi tập thể chứ không phải cá nhân. Chúng không thể tách rời hoặc di chuyển mà không có toàn bộ tập hợp các hạt bị xáo trộn.

Điều này không xảy ra ví dụ với các chất khí, trong đó các nguyên tử hoặc phân tử của chúng, mặc dù chúng va chạm với nhau, nhưng có tương tác tối thiểu, không đáng kể.

Đào tạo

Trạng thái plasma được hình thành chủ yếu khi một chất khí bị ion hóa do tiếp xúc với nhiệt độ rất cao.

Hãy bắt đầu với một viên đá trước. Đây là một chất rắn. Nếu đun nóng, nước đá sẽ tan thành nước lỏng. Sau đó, bằng cách đun đến nhiệt độ cao hơn, nước sẽ bắt đầu sôi và thoát ra khỏi chất lỏng dưới dạng hơi, là chất khí. Cho đến nay chúng ta có ba trạng thái vật chất được biết đến nhiều nhất.

Nếu hơi nước được đun nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiều, trong điều kiện thuận lợi sẽ có lúc liên kết của chúng bị đứt gãy tạo thành các nguyên tử oxy và hydro tự do. Sau đó, các nguyên tử hấp thụ nhiều nhiệt đến nỗi các electron của chúng bắt đầu bắn ra môi trường xung quanh. Như vậy, các cation oxy và hydro đã được tạo thành.

Các cation này kết thúc trong một đám mây electron, được thêm vào bởi tác động của cộng đồng và các lực hút tĩnh điện. Sau đó người ta nói rằng một huyết tương đã được thu được từ nước.

Trong trường hợp này, plasma được hình thành do tác dụng của nhiệt năng. Tuy nhiên, bức xạ năng lượng cao (tia gamma), cũng như sự khác biệt lớn về điện thế, cũng có thể tạo ra sự xuất hiện của chúng.

Quasineutrality

Huyết tương có đặc điểm là gần như trung tính (gần như trung tính). Điều này là do số lượng các electron được kích thích và giải phóng khỏi các nguyên tử có xu hướng bằng độ lớn của các điện tích dương của các cation. Ví dụ, xem xét một nguyên tử canxi ở thể khí mất một và hai điện tử để tạo thành các cation Ca ⁺ và Ca ^2+, tương ứng :

Ca (g) + Năng lượng → Ca ⁺ (g) + e ^-

Ca ⁺ (g) + Năng lượng → Ca ²⁺ (g) + e ^-

Là quá trình toàn cầu:

Ca (g) + Năng lượng → Ca ²⁺ (g) + 2e ^-

Cứ mỗi Ca ²⁺ được tạo thành sẽ có hai electron tự do. Nếu có mười Ca ²⁺ , thì nó sẽ là hai mươi electron, v.v. Lập luận tương tự cũng áp dụng cho các cation có điện tích lớn hơn (Ca ³⁺ , Ca ⁵⁺ , Ca ⁷⁺ , v.v.). Các cation canxi và các electron của chúng trở thành một phần của plasma trong chân không.

Tính chất vật lý

Plasma nói chung dường như là một chất khí lỏng nóng, phát sáng, dẫn điện cao, phản ứng với hoặc nhạy cảm với trường điện từ. Bằng cách này, các plasmas có thể được điều khiển hoặc khóa lại bằng cách điều khiển từ trường.

Các loại huyết tương

Ion hóa một phần

Plasma bị ion hóa một phần là plasma trong đó các nguyên tử chưa mất hết các điện tử, và thậm chí có thể có các nguyên tử trung hòa. Trong ví dụ về canxi, nó có thể là hỗn hợp của các cation Ca ²⁺ , nguyên tử Ca và các electron. Loại plasma này còn được gọi là plasma lạnh.

Mặt khác, plasmas có thể được chứa trong các thùng chứa hoặc các phương tiện cách nhiệt ngăn cản sự khuếch tán nhiệt ra môi trường xung quanh.

Hoàn toàn ion hóa

Plasma ion hóa hoàn toàn là plasma mà các nguyên tử của nó ở trạng thái "trần trụi", vì chúng đã mất tất cả các electron. Do đó, các cation của nó có độ lớn điện tích dương cao.

Trong trường hợp của canxi, plasma này sẽ bao gồm các cation Ca ²⁰⁺ (hạt nhân canxi) và nhiều điện tử năng lượng cao. Loại plasma này còn được gọi là plasma nóng.

Ví dụ về plasma

Đèn plasma và đèn neon

Đèn plasma cung cấp một cái nhìn an toàn và gần gũi về cách trạng thái vật chất này hoạt động. Nguồn: Pxhere.

Đèn Plasma là đồ tạo tác tô điểm cho bất kỳ phòng ngủ nào với ánh đèn ma mị. Tuy nhiên, có những vật thể khác mà chúng ta có thể chứng kiến trạng thái plasma: trong những ngọn đèn neon nổi tiếng, có hàm lượng khí cao quý được kích thích bởi dòng điện chạy qua ở áp suất thấp.

cá đuối

Các tia rơi từ các đám mây là sự biểu hiện nhất thời và đột ngột của plasma trên mặt đất.

Bão mặt trời

Một số "hạt plasma" được hình thành trong tầng điện ly của hành tinh chúng ta bởi sự bắn phá liên tục của bức xạ mặt trời. Trong các đốm sáng hoặc roi của Mặt trời, chúng ta thấy một lượng lớn plasma.

Aurora borealis

Một hiện tượng khác liên quan đến plasma được quan sát thấy ở các cực của Trái đất: các ngọn đèn phía bắc. Ngọn lửa với màu sắc băng giá đó nhắc nhở chúng ta rằng những ngọn lửa tương tự trong nhà bếp của chúng ta là một ví dụ thông thường khác của plasma.

Thiết bị điện tử

Plasma cũng là một phần, với tỷ lệ nhỏ hơn, của các thiết bị điện tử như TV và màn hình.

Hàn và khoa học viễn tưởng

Ví dụ về plasma cũng được nhìn thấy trong các quy trình hàn, trong chùm tia laze, trong các vụ nổ hạt nhân, trong các đèn chiếu sáng Chiến tranh giữa các vì sao; và nói chung, trong bất kỳ loại vũ khí nào giống như một khẩu pháo năng lượng hủy diệt.

Người giới thiệu

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
Trung tâm Khoa học và Nhiệt hạch Plasma. (Năm 2020). Huyết tương là gì? Được khôi phục từ: psfc.mit.edu
Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia. (Năm 2020). Huyết tương. Đã khôi phục từ: scied.ucar.edu
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 11 tháng 2 năm 2020). Plasma được sử dụng để làm gì, và nó được làm bằng gì? Phục hồi từ: thinkco.com
Wikipedia. (Năm 2020). Plasma (vật lý). Khôi phục từ: en.wikipedia.org

TRẠNG THÁI PLASMA: ĐẶC ĐIỂM, LOẠI VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026