物質には、固体、液体、気体、プラズマの XNUMX つの状態があります。 たとえば、気体は個々の原子 (希ガス ネオンなど) から構成されている場合もあれば、さまざまな原子から構成される酸素などの元素分子から構成されている場合もあります。
XNUMX つまたは複数の軌道電子が除去された (または、まれに余分な電子が追加された) 原子または分子と、自由電子が結合してプラズマを形成します。
主要な取り組み
- 気体は固定された形状や体積を持たない物質の状態ですが、プラズマは荷電粒子を含む物質のイオン化された状態です。
- ガスは一定の運動をしている原子または分子で構成されていますが、プラズマにはイオンと自由電子が含まれており、電気を通すことができます。
- プラズマは星や稲妻などの高エネルギー環境で見られますが、ガスは日常生活でより一般的に観察されます。
ガス対プラズマ
気体は、固定されたサイズまたは形状を持たない物質です。 密閉された容器内では、ガスが膨張して容器を満たします。 気体の例は、呼吸する空気です。 プラズマは、電子が原子から剥ぎ取られ、正電荷を帯びたイオンと負電荷を帯びた自由電子が混合した、高エネルギーの電離ガスです。
定義されていない形状と体積は、「ガス」として知られる物質の状態を特徴付けます。 気体とは対照的に、固体と液体は密度が非常に低くなります。
大きな運動エネルギーを持つ粒子の間には、たくさんの空間があります。 粒子は素早く移動して相互作用し、容器の体積全体に均一に分布するまで分散または広がります。
第4 物質の状態 プラズマと呼ばれます。 電子が正に帯電した原子核のグリップを逃れるのに十分なエネルギーを得るまでガスを加熱すると、プラズマが生成されます。
イオンは、分子の結合が壊れ、原子が電子を受け取るか失うときに発生します。 レーザー、マイクロ波発生器、またはその他の強力な電磁場を使用してプラズマを生成できます。
比較表
| 比較のパラメータ | ガス | プラズマ |
|---|---|---|
| タイプ | 物質の第 3 の状態 | 物質の第 4 の状態 |
| 定義 | 自由に膨張して容器の全容量を満たす状態にある物質または物質で、一定の形状 (固体とは異なります) または体積 (液体とは異なります) はありません。 | 低圧または極度の高温で、総電荷がほとんどゼロになる、一定の割合の正イオンと自由電子を含むイオン化ガス |
| 電流の伝導率 | とても低い | すごく高い |
| 独立して動作する能力 | 1 | XNUMXつ以上 |
| 速度分布 | マクスウェリアン | 非マクスウェル的 |
| 分子の相互作用 | バイナリ | 集団 |
ガスとは何ですか？
物質の XNUMX つの基本的な状態を構成する他の XNUMX つの状態として、固体、液体、およびプラズマがあり、気体は XNUMX つです。
個々の原子 (ネオンのような希ガスなど)、元素分子、またはさまざまな原子で構成される複雑な分子が、純粋なガス (二酸化炭素など) を構成します。
空気などのガス混合物は、さまざまな純粋なガスで構成されています。 気体は、特定の気体粒子が大きく分離していることによって、液体や固体と区別されます。
温度と密度に応じて、特定の割合の中性粒子が利用できる場合があります。この場合、プラズマは部分的にイオン化されたと呼ばれます。
部分電離プラズマには、ネオンサインや照明が含まれます。 プラズマは、物質の他の XNUMX つの状態とは異なり、明確に定義されていないため、解釈と文脈の問題です。
圧力、体積、粒子数、および温度は、ほとんどのガスをすぐに観察することを困難にする XNUMX つの物理的要因または巨視的特性です。
科学者のロバート・ボイル、ジャック・シャルル、ジョン・ダルトン、ジョセフ・ゲイ＝リュサック、アメデオ・アボガドロは、さまざまな環境におけるさまざまなガスのこれら XNUMX つの特徴を一貫して観察してきました。
最終的に、彼らの包括的な研究は、 理想気体 これらの性質の間の法律で表現された数学的関係。
プラズマとは何ですか？
1920 年代に Irving Langmuir によって広く研究されたプラズマは、物質の XNUMX つの基本状態の XNUMX つです。 イオンガスは、XNUMX つまたは複数の軌道電子と自由電子を落とした原子または分子でできています。
プラズマは、暗黒物質とはるかにとらえどころのない暗黒エネルギーを除けば、宇宙で最も一般的な標準物質です。
プラズマは私たちの星などの星に関連していますが、クラスター内の濃縮された媒体や、場合によっては惑星間の領域でも見つかる可能性があります。
温度と密度に応じて、特定の割合の中性粒子が利用できる場合があります。この場合、プラズマは部分的にイオン化されたと呼ばれます。
部分電離プラズマには、ネオンサインや照明が含まれます。 プラズマは、物質の他の XNUMX つの状態とは異なり、明確に定義されていないため、解釈と文脈の問題です。
温度と密度に応じて、特定の割合の中性粒子が利用できる場合があります。この場合、プラズマは部分的にイオン化されたと呼ばれます。
部分電離プラズマには、ネオンサインや照明が含まれます。 プラズマは、物質の他の XNUMX つの状態とは異なり、明確に定義されていないため、解釈と文脈の問題です。
この現象によると、「プラズマ」と呼ばれるには物質が電離する必要があります。 言い換えれば、プラズマは、荷電粒子の存在を考慮せずに適切に特徴付けることができない物質です。
ガスとプラズマの主な違い
- ガスには二元相互作用があり、プラズマには集団相互作用があります。
- ガスの電気伝導率は非常に低いですが、プラズマの電気伝導率は非常に高くなります。
- ガスは XNUMX つの種に独立して作用しますが、プラズマは XNUMX つ以上の種に独立して作用します。
- ガス中の分子は非常に離れていて圧縮されている可能性があり、プラズマ中の分子は電荷を持ち、一部の電子はシェルから奪われます。
- 加熱されたプラズマでは、衝突相互作用は弱いですが、気体では衝突相互作用が高くなります。
参考文献
- https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_(physics)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Gas
- https://www.livescience.com/53304-gases.html
最終更新日 : 09 年 2023 月 XNUMX 日
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Piyush Yadav は、過去 25 年間、地元のコミュニティで物理学者として働いてきました。 彼は、読者が科学をより身近なものにすることに情熱を傾ける物理学者です。 自然科学の学士号と環境科学の大学院卒業証書を取得しています。 彼の詳細については、彼のウェブサイトで読むことができます バイオページ.
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