¿Es un plasma una fase distinta de la materia?

Para mayor claridad, aquí hay un concepto erróneo común sobre el plasma. El plasma cuando se le presenta por primera vez a alguien que no sabe lo que es, se le llama "El cuarto estado de la materia", que es una descripción inexacta del mismo. Dado que este término se usa para introducir a alguien al plasma, no es gran cosa.

Cuando un material cambia de una fase distinta a otra, pasa por un proceso físico llamado transición de fase . Cuando el gas se convierte en plasma, no pasa por la transición de fase estándar . Por lo tanto, el plasma, en un sentido general, no puede considerarse una fase distinta de las fases sólida, líquida y gaseosa. Es una fase del estado gaseoso. Sin embargo, en ciertos casos raros, la transición de gas a plasma puede describirse como transición de fase.

El plasma, por definición, es una mezcla de electrones libres y sus iones (posiblemente iones negativos). Necesitas suficiente energía para liberar electrones de los átomos. En términos generales , cuando pones esa energía en un sólido, la energía puede disiparse en forma de calor. Si pones esa energía en un líquido, la energía podría disiparse en la vaporización. Si lo pones en un gas, rompe átomos y moléculas (creando plasma). La siguiente figura lo aclara

Espero que haya sido útil

Se dice que el plasma es una fase distinta porque no observa la descripción habitual y las leyes físicas que se utilizan para describir los 3 estados habituales de la materia, en varios aspectos:

• El plasma no está en equilibrio. A menudo está lejos de un equilibrio. Por lo tanto, la termodinámica no se puede utilizar para explicar.
• El plasma está hecho de partículas sueltas, pero estas partículas no siguen la teoría cinética de los gases . La ley de los gases ideales no es ni siquiera una primera aproximación para modelar un plasma.
• Las partículas de plasma no siguen una distribución de velocidad estadística (distribución de Maxwell).
• El plasma debe tener dos (o más) componentes independientes. Estos componentes deben llevar cargas. uno está hecho de electrones, el otro de cationes. Son los electrones los que son más activos para decidir las propiedades del plasma.
• A diferencia de los gases, líquidos y sólidos (moleculares), las partículas de plasma ejercen fuertes fuerzas entre sí.
• No hay una sola temperatura que caracterice al plasma. Esto significa dos cosas. Uno, el plasma no es una fase clara, por lo tanto, no hay una temperatura de transición de fase clara, como fusión o ebullición, para el plasma. Dos, una temperatura puede no ser suficiente para describir un plasma. La temperatura de los electrones a menudo puede ser más alta que la del resto del plasma.
• El plasma puede ser confinado por fuerza magnética (no necesita una pared de contenedor).
• A diferencia de otros 3 estados, el plasma es mayormente inestable.

En la última parte, tiene dos preguntas que equivalen a "¿Qué hace que el plasma sea un plasma?" Se requiere ionización para formar un plasma, pero no hay un requisito de temperatura específico. El plasma puede existir en el espacio interestelar a alrededor de 100 K y en laboratorios controlados a cerca de 0 K. El grado de ionización generalmente se representa como la proporción de iones cargados a núcleos totales (cargados más neutros) en un gas, y solo un pequeño grado de ionización (a veces por debajo del 1%) es suficiente para que un gas se comporte como un plasma.

Para ser claros, no es lo mismo un plasma que un fluido iónico , que no es resultado de la ionización sino que está hecho de cationes y aniones. La ionización significa que los electrones se liberan de los átomos o moléculas. Un fluido iónico es una sal en estado líquido.

Excepto que el plasma fue el primer estado de la materia, no el cuarto. Toda la materia formada a partir del plasma, no se convierte de materia en plasma, sino de plasma en materia. Por eso el 99% del universo es plasma. Los electrones nunca fueron despojados de los átomos, nunca fueron parte del átomo hasta que fueron ligados por la energía eléctrica en el plasma para formar gases, líquidos y sólidos.

http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma "Durante unas pocas millonésimas de segundo, poco después del Big Bang, el universo se llenó de una sorprendentemente caliente , sopa densa hecha de todo tipo de partículas que se mueven casi a la velocidad de la luz. Esta mezcla estaba dominada por los quarks (partes fundamentales de la materia) y por los gluones, portadores de la fuerte fuerza que normalmente "pega" los quarks en protones y neutrones familiares y otros Sin embargo, en esos primeros momentos evanescentes de temperatura extrema, los quarks y los gluones estaban unidos débilmente, libres para moverse por sí mismos en lo que se llama un plasma de quarks y gluones".

Y supuestamente después de más de 13 mil millones de años, solo menos del 1% de ese plasma se ha unido a sólidos, líquidos y gases. El resto se ha unido en una mezcla de iones y electrones, condensados ​​a partir de ese estado de quark/gluón.

Verlo como formado por sólidos, líquidos y gases es un punto de vista incorrecto, que no está respaldado en absoluto por la ciencia. En cambio, los sólidos, líquidos y gases se forman a partir del plasma.