Plasma vs kaasu
Aine on eri tilassa. Tunnistamme pääasiassa kolme tilaa kiinteiksi, nestemäisiksi ja kaasuiksi. Näiden päämuotojen lisäksi voi olla hieman erilaisia tiloja, joissa aine ei näytä kaikkia päätilojen ominaisuuksia. Plasma on yksi tällainen tila.
Kaasu
Kaasu on yksi niistä tiloista, joissa aine on olemassa. Sillä on ristiriitaisia ominaisuuksia kiinteiden ja nesteiden suhteen. Kaasuilla ei ole järjestystä, ja ne vievät minkä tahansa tilan. Yksittäiset kaasuhiukkaset erottuvat ja niiden välillä on suuri etäisyys kaasuseoksessa verrattuna liuokseen tai kiinteään aineeseen. Siksi niillä ei ole vahvoja molekyylien välisiä voimia. Niiden käyttäytymiseen vaikuttavat suuresti muuttujat, kuten lämpötila, paine jne. Korkeaa painetta käytettäessä kaasut vähentävät tilavuutta ja kun paine vapautetaan, ne laajenevat ja täyttävät annetun kokonaistilan. Ilmakehä koostuu erilaisista kaasutyypeistä ja -määristä. Jotkut kaasut ovat kaksiatomisia (typpi, happi) ja jotkut ovat yksiatomisia (argon, helium). On kaasuja, jotka koostuvat yhdestä alkuaineesta (happikaasu), ja joissakin on yhdistetty kaksi muuta alkuainetta (hiilidioksidi, typen oksidi). Kaasut voivat olla värittömiä tai värittömiä. Normaalisti värillinen kaasu näyttää värittömältä paljaalla silmällämme, jos se jakautuu suureen tilavuuteen. Joillakin kaasuilla on ominainen haju (rikkivety). Useimmiten kaasun tunnistaminen on erittäin vaikeaa, jos niillä ei ole ominaista fyysistä ominaisuutta. Tiedemiehet kuten Robert Boyle, Jacques Charles, John D alton, Joseph Gay-Lussac ja Amedeo Avogadro ovat tutkineet kaasujen erilaisia fysikaalisia ominaisuuksia ja niiden käyttäytymistä. Tiedämme heidän esittämänsä ihanteellisen kaasun ja todellisen kaasun lait. Ideaalikaasu on teoreettinen käsite, jota käytämme tutkimustarkoituksiin. Jotta kaasu olisi ihanteellinen, niillä tulee olla seuraavat ominaisuudet. Jos jokin näistä puuttuu, kaasua ei pidetä ihanteellisena kaasuna.
• Kaasumolekyylien väliset molekyylien väliset voimat ovat merkityksettömiä.
• Kaasumolekyylejä pidetään pistehiukkasina. Siksi molekyylien tilavuudet ovat merkityksettömiä verrattuna tilaan, jossa kaasumolekyylit ovat.
Ihanteelliselle kaasulle on tunnusomaista kolme muuttujaa, paine, tilavuus ja lämpötila. Seuraava yhtälö määrittelee ihanteelliset kaasut.
PV=nRT=NkT
Kaasulle, kun toinen tai molemmat edellä mainituista oletuksista ovat virheellisiä, kaasu tunnetaan todellisena kaasuna. Itse asiassa kohtaamme todellisia kaasuja luonnossa. Todellinen kaasu poikkeaa ihanteellisesta tilasta erittäin korkeissa paineissa ja matalissa lämpötiloissa.
Plasma
Tämä on kaasun k altainen aineen tila, mutta siinä on vähän eroja. Kuten kaasu, plasmalla ei ole tarkkaa muotoa tai tilavuutta. Se täyttää annetun tilan. Erona on, että vaikka osa hiukkasista on kaasutilassa, se ionisoituu plasmassa. Siksi plasma sisältää varautuneita hiukkasia, kuten positiivisia ja negatiivisia ioneja. Tämä ionisaatio voidaan suorittaa eri menetelmillä. Yksi tapa on lämmitys. Lisäksi plasmaa voidaan tuottaa käyttämällä sähkömagneettista säteilyä, kuten mikroa altouunia tai laseria. Nämä säteilyt aiheuttavat sidoksen dissosiaatiota, jolloin syntyy varautuneita hiukkasia. Koska varautuneita hiukkasia on huomattava määrä, plasma voi johtaa sähköä. Yllä mainittujen erityisominaisuuksien vuoksi plasmaa pidetään erillisenä aineena, joka on erotettu kiinteästä, nestemäisestä tai kaasusta.
Mitä eroa on kaasulla ja plasmalla?
• Plasma sisältää kaasuihin verrattuna pysyvästi varautuneita hiukkasia.
• Plasma voi johtaa sähköä paremmin kuin kaasut.
• Koska plasma sisältää varautuneita hiukkasia, ne reagoivat sähkö- ja magneettikenttään paremmin kuin kaasut.
