Si la etapa intermedia entre un gas y un líquido es un vapor, y entre un líquido y un sólido es un coloide o una suspensión, ¿cuál es la etapa intermedia entre el plasma y un gas?

Answer 1

Gracias por la A2A.

No hay un término específico para esto (que yo sepa). El plasma puede existir en una amplia gama de estados de ionización, desde las cosas muy débilmente ionizadas en tubos fluorescentes (usadas para iluminación) hasta los plasmas casi completamente ionizados utilizados en la investigación de fusión.

La cantidad generalmente utilizada para determinar si un gas ionizado puede llamarse ‘plasma’ es el número de Debye , definido como
[math] N_D: = \ frac {4} {3} \ pi n_e \ lambda_ {D} ^ {3} [/ math].
Aquí, [math] n_e [/ math] es la densidad de electrones libres (número de electrones por unidad de volumen) y [math] \ lambda_D [/ math] es la longitud de Debye , que es la distancia sobre la cual el campo eléctrico de un La carga puntual se cancela por el efecto de las partículas cargadas circundantes. [math] N_D [/ math] por lo tanto corresponde al número de electrones libres en una esfera con un radio de la longitud de Debye. El criterio para que un gas ionizado se llame plasma es [math] N_D \ gg 1 [/ math], es decir, debe haber muchas partículas cargadas empaquetadas en una esfera con un radio igual a la longitud de Debye. Esto permite que las partículas cargadas detecten los campos eléctricos de manera muy efectiva, por lo que la mayor parte del plasma (en escalas más grandes que la longitud de Debye) es eléctricamente neutral aunque los electrones y los iones se hayan separado (la llamada condición de quasineutralidad – http: // www.plasma-universe.com/Q…).

Answer 2

Un plasma parcialmente ionizado.

Un plasma (completamente ionizado) consistiría en una colección de electrones e iones libres que exhiben la propiedad de:

(1) Cuasineutralidad : el sistema debe ser neutral en general, pero los desequilibrios de carga pueden encontrarse dentro de una distancia más corta que lo que se denomina la longitud de Debye del plasma. En otras palabras, un ‘plasma’ debe tener una longitud de escala [math] L \ gg \ lambda_D [/ math] donde [math] \ lambda_D [/ math] significa la longitud de Debye.

(2) [math] N_D \ gg 1 [/ math], donde [math] N_D [/ math] denota el número de partícula dentro de la esfera de Debye (una esfera de radio igual a la longitud de Debye). Dada la densidad electrónica [math] n_e [/ math], este número resulta ser: [math] N_D = \ frac {4} {3} \ pi n_e \ lambda_D ^ 3 [/ math]. Esto es necesario para que la longitud de Debye sea un concepto estadísticamente válido.

(3) Comportamiento colectivo : Matemáticamente, esto equivale a decir que la frecuencia de oscilación de la nube de electrones con respecto a sus centros de carga (iones pesados ​​fijos) debe ser mayor que la frecuencia de colisión entre partículas, es decir [math] \ omega_p \ gg \ frac {1} {\ tau_c} [/ math].

Esta última propiedad sirve como la mayor diferencia entre un gas y un plasma. Un gas siempre está gobernado por colisiones entre partículas y, a diferencia de un plasma, no hay fuerzas de largo alcance (como la fuerza EM en el plasma) en juego aquí. Una situación intermedia para estos dos sería, por lo tanto, un plasma parcialmente ionizado donde coexistirían las partículas cargadas y los neutros. No es necesario que estén necesariamente en equilibrio termodinámico entre sí, pero las especies podrían estar separadas en equilibrio entre sí, un escenario conocido como equilibrio termodinámico local.

Answer 3

Gracias por la A2A.

No tengo conocimiento de un nombre científico específico, pero fuego / llama sería la descripción habitual.

Las llamas amarillas típicas consisten en moléculas con electrones en un estado excitado, cuya energía sería el paso entre el gas y el plasma.