پلاسما یکی از چهار حالت اصلی مواد می‌باشد که با حرارت دادن مواد در حالت جامد، گذار فاز به حالت مایع، گاز و در نهایت پلاسما (در دمای فوق‌العاده زیاد) اتفاق می‌افتد. در حالت پلاسما، به دلیل دمای بالای محیط، برخی یا همه الکترون‌ها انرژی کافی برای خروج از قید پتانسیل هسته اتم‌ها را پیدا کرده و یک گاز یونیزه ایجاد می‌کنند. در نتیجه پلاسما شامل الکترون–یون‌های آزاد است و به همین دلیل رسانای الکتریکی است. از آنجا که در حالت عادی مواد دارای بار الکتریکی خنثی هستند، پلاسما نیز از نظر الکتریکی خنثی است. با توجه به این موضوع که بارهای الکتریکی متحرک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند، پلاسما می‌تواند دارای میدان مغناطیسی نیز باشد.
دمای پلاسما
معمولا پلاسما به اندازه‌ای چگال نیست که ذرات آن با یکدیگر برخورد زیادی داشته باشند، در نتیجه تبادل انرژی و همدمایی در این حالت مانند حالت گاز اتفاق نمی‌افتد. با اعمال میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی امکان دارد پلاسما از حالت تعادل خارج و دسته‌ای از ذرات با سرعت بسیار زیاد در آن تشکیل شود، در نتیجه پلاسما ممکن است در یک زمان دارای چندین دما باشد؛ به همین دلیل دمای یک تاج خورشیدی که از پلاسما تشکیل شده است، می‌تواند به میلیون‌ها درجه برسد، در حالی که دمای سطح خورشید چند هزار درجه است
تفاوت ساختار اتم در حالت عادی و حالت پلاسما چیست
هر ماده از اتم و هر اتم از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یکی هسته (که حاوی پروتون و نوترون است) و دیگری ابر الکترونی (محدوده‌ای که الکترون‌ها در آن محدوده به دور هسته می‌چرخند.) پروتون بار الکتریکی مثبت دارد، الکترون بار الکتریکی منفی دارد و نوترون خنثی است.
هر عنصر شیمیایی را می‌توان از تعداد پروتون اتم‌هایش شناخت. به تعداد پروتون‌های هسته، عدد اتمی می‌گویند. مثلا عدد اتمی هیدروژن، ۱ است یعنی هسته هر اتم هیدروژن، تنها یک پروتون دارد و طبیعتا تعداد الکترون‌های اتم هیدروژن نیز ۱ است (چون گفته شد که در حالت عادی تعداد الکترون‌ها و پروتون‌های اتم با هم برابرند). به‌همین ترتیب، سایر عناصر شیمیایی نیز از تعداد پروتون‌های‌شان قابل تشخیص هستند.
در جامدات، مایعات و گازها چون تعداد پروتون‌ها و الکترون‌های هر اتم با هم برابر است، اتم‌ها از نظر بار الکتریکی، خنثی هستند. اما اگر با اعمال انرژی، برخی الکترون‌ها از اتم‌های‌شان جدا شوند (و ماده به حالت پلاسما در‌آید)، نسبت الکترون‌ها به پروتون‌های اتم کاهش می‌یابد. در اینصورت، یونها (اتم‌هایی که الکترون از دست داده یا الکترون اضافه جذب می‌کنند) بار الکتریکی مثبت یا منفی خواهندداشت. طبیعتا بار الکتریکی الکترون‌های آزاد (که از اتم جدا شده‌اند) نیز منفی است. اتم یونیزه شده ممکن است تمام الکترون‌های خود را نیز از دست بدهد. در اینصورت تنها هسته اتم باقی می‌ماند که متشکل از یک یا چند پروتون و همان تعداد نوترون است. پس پلاسما گازی است که بار الکتریکی دارد، زیرا ترکیبی از یون‌های با بار مثبت یا منفی و الکترون‌های با بار منفی است. به همین سبب، پلاسما خاصیت رسانایی الکتریکی دارد
تشکیل یون مثبت یا منفی به ساختار اتم و بویژه لایه ظرفیت آن یعنی آخرین لایه الکترونی اتم‌های هر عنصر بستگی دارد. مثلا لایه ظرفیت اتم بعضی از عناصر (مثل هلیوم و آرگون) کامل است و لذا به الکترون‌گیری یا الکترون‌دهی تمایلی نشان نمی‌دهند. اگر لایه ظرفیت اتم فقط چند الکترون کم داشته باشد تا به ظرفیت کامل برسد، بیشتر مایل است الکترون جذب کند و به یون منفی تبدیل شود. اما اگر لایه ظرفیت اتم تا رسیدن به ظرفیت کامل فاصله زیادی داشته باشد، تمایلش به الکترون‌دهی بیشتر خواهدبود که در اینصورت به یون مثبت تبدیل می‌شود.
ویژگی‌های پلاسما چیست: تفاوت پلاسما با گاز
چون الکترون‌ها و یونها در پلاسما بار الکتریکی دارند، حرکات و رفتار پلاسما از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی تاثیر می‌پذیرد و تفاوت اصلی گاز و پلاسما نیز همین است. پلاسما گازی است که یونیزه شده است و بار الکتریکی دارد، زیرا ترکیبی از یون‌های با بار مثبت یا منفی و الکترون‌های آزاد با بار منفی است. به همین سبب، پلاسما رسانای قوی الکتریسیته است.
پلاسما پرانرژی‌ترین حالت ماده است. ماده پلاسما از الکترون‌های آزاد، یون‌های باردار و ذرات خنثی تشکیل شده است. با این‌که پلاسما نیز مانند گاز هیچ شکل و حجم مشخصی ندارد و پیوسته تغییر شکل می‌دهد، اما در چند مورد با گاز تفاوت دارد:
- پلاسما رسانای قوی الکتریکسته است.
- میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی بیش از جاذبه (گرانش) بر پلاسما تاثیر می‌نهند.
- حرکت الکترون‌های آزاد و یون‌های مثبت در پلاسما، به ایجاد میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در پلاسما منجر می‌شود.
- چون ذرات تشکیل‌دهنده پلاسما از نظر حرکتی بی‌نظم و پرانرژی هستند، موج الکترومغناطیسی پدید می‌آورند. به‌همین سبب، پلاسما از خود امواج الکترومغناطیسی منتشر می‌کند.
انواع پلاسما: طبیعی و مصنوعی
پلاسما هم در طبیعت پدید می‌آید و هم به‌شکل مصنوعی قابل تولید است. پلاسمای طبیعی را می‌توان دو گونه دانست: پلاسمای زمینی و پلاسمای اخترفیزیکی.
پلاسما در گذشته در بین گازها طبقه بندی می‌شد ولی امروزه پلاسما را نوع خاصی از مواد می‌نامند زیرا مهم‌ترین خاصیت گازها یعنی پیروی از PV=nRT را ندارند علت این امر این است که پلاسما گازی متشکل از یون‌هاست و این باعث می‌شود که نشود این ماده را فشرده کرد چون بارهای همنام یونها به شدت یکدیگر را می‌رانند و نیروی عظیمی ایجاد می‌شود و همچنین گازها نمی‌توانند الکتریسیته را انتقال دهند ولی پلاسما این کار را می‌کند اساس کار گوی پلاسما هم همین است در گوی پلاسما می‌توان برق را در حال انتقال روی هوا مشاهده کرد. از جمله مواد پلاسما می‌توان به آتش اشاره کرد.
در سال ۱۸۷۹ (میلادی) فیزیکدان انگلیسی سر ویلیام کروکس، هنگام بررسی ویژگی‌های ماده در تخلیه الکتریکی، پیشنهاد کرد که نوع خاص گاز به عنوان حالت چهارم ماده نامگذاری شود.
در حالت‌های جامد، مایع و گاز، دما را می‌توان از روی دامنه حرکت (سرعت نوسان) ذرات سازنده ماده تعریف کرد اما در حالت پلاسما، دما از روی میزان جدایش یون‌های مثبت از الکترون‌ها تعریف می‌شود.
لوتوس تجهیز کاسپین به طراحی، تولید و عرضه تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب در ظرفیت مورد نظر میپردازند که برای برقراری ارتباط با این تیم و اطلاع از ویژگی های هر یک از محصولات و دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید باما در ارتباط باشید.
