Me preguntaba por qué un rayo se acuña como "plasma", o una "chispa" de un cable/dispositivo eléctrico también, pero las bengalas, la lava fundida y los edificios en llamas no lo son (las bengalas son pirotécnicas, exotérmicas y mucho más). como llamas).
Escucho argumentos que dicen que el plasma es gas ionizado, pero ¿cómo no se puede ionizar una llamarada a una temperatura tan alta (y por qué las llamas ionizadas y muy calientes no se consideran plasma)?
Este tipo, el que más responde, dice que el fuego no es plasma porque no está ionizado:
Además, algo de lava supera los 3000 Fahreheit. ¿Cómo es que eso no es plasma y qué traza la fina línea entre el plasma y el fuego mismo (no como un estado de la materia, sino como una relación con el gas)?
El fuego es gas, pero algunos dicen que es plasma si puedes verlo (verifica el enlace que el cartel agregó a continuación en el primer comentario), entonces, ¿cuándo se convierte en un plasma completo si normalmente no lo es?
El concepto clave para definir el plasma es la distancia/longitud/radio de Debye . Si las partículas están tan cerca, la distancia de Debye juega poco o ningún papel en la interacción de las partículas, entonces no es un plasma. Esta distancia de Debye depende de la carga de las partículas, por lo que si no tienen carga...
Aunque temperaturas como 3000 Fahrenheit forzarían una separación entre las partículas de un gas a distancias del orden de Debye, para un sólido, como la lava, este no es el caso. El fuego es una presencia muy pequeña de plasma bajo la presión de 100 kPa, por lo que no existe mucho por mucho tiempo, si es que existe.
Este tipo, el que más responde, dice que el fuego no es plasma porque no está ionizado.
Creo que la desviación de la llama debido al campo eléctrico impuesto creado por las placas paralelas en el enlace de BMS (es decir, http://www.askamathematician.com/2013/05/q-is-fire-a-plasma- what-is-plasma/ ) indica que la llama debe ser al menos similar al plasma. Hace poco estuve en un taller de física de plasma y estaba discutiendo con un colega si el fuego constituye un plasma. La conclusión fue básicamente que se puede considerar un plasma muy débilmente ionizado, similar a un plasma muy polvoriento (por ejemplo, vea también la página web de Paul Bellan y los enlaces asociados) en cierto modo.
Escucho argumentos que dicen que el plasma es gas ionizado, pero ¿cómo no se puede ionizar una llamarada a una temperatura tan alta (y por qué las llamas ionizadas y muy calientes no se consideran plasma)?
Si bien tanto el fuego como los rayos tienen temperaturas de radiación de cuerpo negro relativamente bajas (es decir, en comparación con, digamos, la corona solar ), esto no significa que no puedan ionizarse los gases. Siempre hay una cola en la distribución, y esa cola es lo suficientemente energética como para exceder las energías de ionización de algunas moléculas/átomos.
El fuego es gas, pero algunos dicen que es plasma si puedes verlo (verifica el enlace que el cartel agregó a continuación en el primer comentario), entonces, ¿cuándo se convierte en un plasma completo si normalmente no lo es?
Parte de la razón por la que la gente dice que el fuego no es un plasma es que 1 eV corresponde a ~11 604 K, que es menor que las energías de ionización típicas de la mayoría de las moléculas/átomos, pero más caliente que la mayoría de los fuegos. Por ejemplo, la energía de ionización más baja de cualquiera de los elementos monoatómicos es ~358 kJ/mol para el cesio , que corresponde a ~3,89 eV o >45 000 K.
No es demasiado sorprendente, y muy afortunadamente, que la atmósfera de la Tierra no esté compuesta de cesio, sino principalmente de nitrógeno diatómico, oxígeno y argón monoatómico. Por lo tanto, primero se deben disociar las moléculas diatómicas y luego ionizar los átomos constituyentes (es decir, ~1402 kJ/mol o ~14,5 eV para el nitrógeno, ~1314 kJ/mol o ~13,6 eV para el oxígeno y ~1520,6 kJ/mol o ~ 15,8 eV para ionización de argón). Por supuesto, se necesita mucha menos energía para romper muchos enlaces químicos , pero la disociación química normalmente no da como resultado partículas con carga libre. Además, generalmente se necesita más energía para ionizar moléculas que átomos (p. ej., consulte https://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Atomic_Theory/Ionization_Energies_of_Diatomic_Molecule o busque tablas en NIST). Por ejemplo, se necesitan ~13,8 eV (~160 135 K) para ionizar el dióxido de carbono en comparación con ~13,6 eV (~157 814 K) para el oxígeno atómico y ~14 eV (~162 456 K) para el monóxido de carbono.
Otro problema es que incluso si se ioniza una pequeña fracción de partículas, es probable que se neutralicen rápidamente debido a la fracción mucho mayor de átomos/moléculas de menor energía con los que interactúan.
Nota al margen:
la madera está hecha principalmente de lignina , celulosa y/o hemicelulosa . Las energías de disociación de enlace son muy complicadas para estos compuestos, ya que los compuestos no son moléculas monoatómicas o diatómicas simples, sino que van desde unas pocas décimas de kJ/mol hasta ~400 kJ/mol o menos de 1 eV a ~4 eV (menos de 11.000 K a >46.000 K). Los constituyentes son entonces CO 2 y H 2 O para una combustión completa. Entonces, las energías de ionización del CO 2 y el H 2 O son ~13,8 eV (~160 135 K) y ~12,6 eV (~146 210 K), respectivamente.
Me preguntaba por qué un rayo se acuña como "plasma", o una "chispa" de un cable/dispositivo eléctrico también, pero las bengalas, la lava fundida y los edificios en llamas no lo son (las bengalas son pirotécnicas, exotérmicas y mucho más). como llamas).
A diferencia de la mayoría de los incendios, los relámpagos tienen una temperatura de cuerpo negro mucho más alta (es decir, al menos ~8000 K hasta ~50 000 K o ~0,7-4,3 eV, aunque las temperaturas medias son más bajas). Así, el pico del espectro ya está cerca de la primera energía de ionización de algunos átomos por lo que habrá un mayor flujo de fotones en cualquier cola de la distribución, es decir, más radiación ionizante . Esto ignora el hecho de que se acumula una gran cantidad de carga estática antes de que caiga un rayo, lo que produce potenciales eléctricos de kilovoltios. Campos eléctricos tan grandes que rompen directamente el dieléctrico que es la atmósfera, provocando la descarga electrostática (es decir, el flujo de corriente repentino/espontáneo que actúa para eliminar el potencial eléctrico) que finalmente produce lo que llamamos rayos.
Además, se sabe que los rayos generan radiación electromagnética además de su emisión de cuerpo negro a partir de ondas de radio (p. ej., ELF ) a rayos X y rayos gamma (llamados destellos de rayos gamma terrestres o TGF).
Por lo tanto, los procesos involucrados en la generación de rayos resultan directa e indirectamente en la generación de radiación ionizante electromagnética (es decir, UV a rayos gamma) y de partículas (es decir, los electrones libres responsables de las corrientes de kiloamperios). En resumen, el rayo es una bestia muy diferente al fuego, que es solo una reacción química.
El plasma es cuando los electrones se "liberan" de sus átomos anfitriones por un corto tiempo, debido a las altas temperaturas. El fuego es plasma, responde a campos eléctricos. El rayo también es plasma. Cuando una columna de electrones fluye del cielo a la tierra, el aire que atraviesa se ilumina con energía. Lo que vemos como relámpagos es en realidad el aire donde están los electrones, excitándose y emitiendo luz. No los electrones en sí. La lava se refiere a la roca fundida. Fundido. Líquido. Gas no ionizado. Es un plasma cuando es gas ionizado, a nadie le importa la temperatura. Si un gas se puede ionizar (IF) a -100 grados centígrados, todavía se llama plasma.
BMS
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