La física es una ciencia muy interesante. A veces contiene conceptos de los que hemos oído hablar, pero no tenemos una idea real. Y hoy, en la era del desarrollo de alta tecnología, el concepto de plasma o, en otras palabras, gas ionizado, se desliza cada vez más. Muchos, al escuchar esta palabra, se asustan y ni siquiera intentan averiguar qué significa. Pero todo es muy sencillo, y en este artículo te contamos qué es un gas ionizado y qué propiedades tiene.
Antes de brindarle información detallada y completa, hagamos una breve digresión histórica.
Historia
El plasma, o el cuarto estado de la materia, fue descubierto en 1879 por William Crookes durante experimentos con un arco voltaico. Posteriormente, se creó toda una ciencia, llamada física del plasma. ¿De dónde vino toda la ciencia y por qué es necesaria? Es que el estudio del plasma ha encontrado gran aplicación en varios campos de la ciencia y la tecnología. Pero hablaremos de esto un poco más tarde. Y ahora un poco sobre la esencia del concepto de "gas ionizado".
¿Qué es el plasma?
Esta palabra vino al ruso del griego. Significa "formado", "hecho". Y estas no son palabras vacías. cómose sabe que el gas ordinario toma la forma del recipiente donde se encuentra (al igual que el agua). Por eso es caótico y no tiene una forma clara. Sin embargo, el plasma es completamente diferente. No es de extrañar que se le llame el cuarto estado de la materia. Se diferencia radicalmente de todos los demás estados en sus propiedades especiales. El caso es que todos los átomos que componen el plasma tienen carga positiva o negativa.
Antes de hablar sobre cómo se obtiene el plasma y dónde se usa, analicemos aspectos de la teoría de la física del plasma, porque nos será muy útil para seguir narrando.
Teoría del plasma
En el curso de química de la escuela, se dedica mucho tiempo a las soluciones y las partículas que están en ellas. Estas partículas cargadas tienen propiedades únicas y determinan muchas de las características físicas y químicas de varios sistemas "soluto-disolvente". Sin embargo, los iones (partículas cargadas en solución) existen no solo en el medio ambiente acuático.
Resultó que el gas puede ionizarse y formar átomos con carga positiva o negativa. Esto puede suceder en el proceso de eliminar un electrón de un átomo por fuerzas externas. El electrón expulsado también puede chocar contra algún otro átomo y "noquear" a otro electrón. Pero también puede ocurrir la situación inversa: un electrón puede volar hacia un ion y formar nuevamente un átomo neutro. Y todos estos procesos ocurren constantemente en el plasma. Es bastante inestable en ausencia de fuerzas externas que lo apoyen.
El plasma se obtiene principalmente de una forma muy sencilla, al alcance de cada uno de nosotros en casa: pasando gas por un arco eléctrico de alta tensión. Cuanto mayor sea la temperatura del arco, más plasma calentado obtendremos en la salida. Cuanto mayor sea el voltaje en sus contactos, más gas ionizado se obtiene después.
El plasma también se puede dividir en varios tipos. Aprenderá qué es el plasma (gas ionizado) en la siguiente sección.
Tipos de plasma
Por su origen, el gas ionizado se puede dividir en artificial y natural. Con la primera vista, todo está claro, una persona crea fácilmente plasma y lo usa para sus propios fines (por ejemplo, lámparas de neón, láseres, fusión termonuclear controlada). ¿Y qué tipo de plasma se produce en la naturaleza? Su manifestación más famosa es el rayo.
El gas ionizado también puede incluir un fenómeno como la aurora boreal, que no todos los habitantes de la Tierra tienen la suerte de observar. Además, el viento solar, que existe en el espacio exterior, es el cuarto estado de la materia. Si consideramos el plasma en un sentido más amplio, resulta que todo el espacio exterior le pertenece.
El plasma también se puede dividir por su temperatura. Como saben, cuanto más caliente es el gas, más activo es el movimiento de las moléculas en él y mayor es su energía. Dado que el plasma también es un gas, estas afirmaciones también son válidas para él. Así, partiendo de cuál es la temperatura del gas ionizado, se divide en caliente (temperaturamillones de K y más) y frío (respectivamente, la temperatura es inferior a un millón de K).
Hay un indicador más: el grado de ionización. Muestra qué porcentaje de los átomos en el plasma se han desintegrado en iones. Según este indicador, se distinguen un gas altamente ionizado y un gas poco ionizado. También se incluye en una de las clasificaciones generalmente aceptadas.
Conclusión
El plasma no es algo tan difícil de entender. Las dificultades comienzan con un estudio más profundo de la misma. Pero así es como puedes mirar cualquier cosa. Específicamente, no tocamos los cálculos matemáticos para explicar la esencia de este concepto con el mayor detalle posible. La física es una ciencia muy interesante, y es necesario estudiarla, aunque solo sea porque nos rodea en todo y en todas partes. Y nuestro artículo pretende probar esto, porque el plasma está en todas partes a nuestro alrededor, solo que a veces no entendemos la esencia profunda de los fenómenos asociados con él.
