פלזמה נגד גז
חומר קיים בסטטוס שונה. אנו מכירים בעיקר בשלושה מצבים כמוצק, נוזל וגזים. מלבד הצורות העיקריות הללו, יכולים להיות מצבים קצת שונים שבהם החומר אינו מראה את כל המאפיינים של המצבים העיקריים. פלזמה היא מצב כזה.
גז
גז הוא אחד המדינות שבהן החומר קיים. יש לו תכונות סותרות ממוצקים ונוזלים. לגזים אין סדר, והם תופסים כל מקום נתון. חלקיקי גז בודדים מופרדים ומרחק גדול ביניהם בתערובת גז בהשוואה לתמיסה או למוצק. לכן, אין להם כוחות בין-מולקולריים חזקים.התנהגותם מושפעת מאוד ממשתנים כמו טמפרטורה, לחץ וכו'. כאשר מופעל לחץ גבוה, גזים מקטינים את הנפח וכאשר הלחץ משתחרר הם מתרחבים וממלאים את החלל הכולל שניתן. האטמוספירה מורכבת מסוגים וכמויות שונות של גזים. חלק מהגזים הם דיאטומיים (חנקן, חמצן), וחלקם מונואטומיים (ארגון, הליום). ישנם גזים המורכבים מיסוד בודד (גז חמצן), ולחלקם יש שני יסודות נוספים משולבים (פחמן דו חמצני, תחמוצת חנקן). גזים יכולים להיות חסרי צבע או חסרי צבע. בדרך כלל, גז צבעוני ייראה חסר צבע בעין בלתי מזוינת אם הם מופצים על פני נפח גדול. לחלק מהגזים יש ריח אופייני (מימן גופרתי). רוב הזמן קשה מאוד לזהות גז אם אין לו תכונה פיזית אופיינית. מדענים כמו רוברט בויל, ז'אק צ'ארלס, ג'ון דלטון, ג'וזף גיי-לוסאק ואמדאו אבוגדרו חקרו על תכונות פיזיקליות שונות של גזים והתנהגויותיהם. אנו יודעים על חוקי גז אידיאליים וחוקי גז אמיתיים שהם הציגו.גז אידיאלי הוא מושג תיאורטי שבו אנו משתמשים למטרות המחקר שלנו. כדי שגז יהיה אידיאלי, הם צריכים להיות בעלי המאפיינים הבאים. אם אחד מאלה חסר, אז הגז אינו נחשב כגז אידיאלי.
• כוחות בין מולקולריים בין מולקולות גז זניחים.
• מולקולות הגז נחשבות כחלקיקים נקודתיים. לכן, בהשוואה לחלל שבו מולקולות הגז תופסות, נפחי המולקולות אינם משמעותיים.
גז אידיאלי מאופיין בשלושה משתנים, לחץ, נפח וטמפרטורה. המשוואה הבאה מגדירה גזים אידיאליים.
PV=nRT=NkT
עבור גז, כאשר אחת או שתי ההנחות לעיל אינן תקפות, אז הגז הזה ידוע כגז אמיתי. אנו למעשה נתקלים בגזים אמיתיים בסביבה הטבעית. גז אמיתי משתנה מהמצב האידיאלי בלחצים גבוהים מאוד ובטמפרטורות נמוכות.
Plasma
זהו מצב של חומר הדומה לגז, אבל יש מעט הבדלים.בדומה לגז, לפלזמה אין צורה או נפח מדויקים. זה ממלא את החלל הנתון. ההבדל הוא שלמרות שהוא במצב גז, חלק מהחלקיקים מיונן בפלזמה. לכן, פלזמה מכילה חלקיקים טעונים כמו יונים חיוביים ושליליים. יינון זה יכול להתבצע בשיטות שונות. שיטה אחת היא חימום. יתר על כן, ניתן להפיק פלזמה על ידי הפעלת קרינה אלקטרומגנטית כמו מיקרוגל או לייזר. קרינות אלו גורמות לניתוק קשר, ובכך מייצרות חלקיקים טעונים. מכיוון שיש כמות ניכרת של חלקיקים טעונים, פלזמה יכולה להוליך חשמל. בגלל המאפיינים המיוחדים שצוינו לעיל, פלזמה נחשבת למצב מובחן של חומר המופרד ממוצק, נוזל או גז.
מה ההבדל בין גז ופלזמה?
• פלזמה מכילה חלקיקים טעונים קבוע בהשוואה לגזים.
• פלזמה יכולה להוליך חשמל טוב יותר מגזים.
• מכיוון שפלזמה מכילה חלקיקים טעונים, הם מגיבים לשדה חשמלי ומגנטי טוב יותר מגזים.
