Le differenze tra lo stato gassoso e il plasma
Gas e plasmi sono stati della materia, cioè modi in cui i componenti della materia sono organizzati, distribuiti e interagiscono in un dato spazio.
In caso di i gas, i suoi componenti sono sparsi cercando di occupare più spazio possibile. Plasma, d'altra parte, è gas parzialmente ionizzato.
| gas | Plasma | |
|---|---|---|
| Definizione | Stato della materia in cui atomi o molecole si muovono liberamente con un'interazione minima. | Stato della materia dei gas ionizzati. |
| Caratteristiche |
|
|
| Composizione | Atomi e/o molecole | Ioni ed elettroni positivi |
| Esempi | Aria | Ionosfera, le stelle. |
Cosa sono i gas?
I gas sono stati della materia in cui i componenti (atomi o molecole) si muovono liberamente con interazioni minime tra loro.
Un liquido può essere trasformato in un gas da bollente. Un solido può essere trasformato in un gas da sublimazione. Un esempio di sublimazione è quando il filato secco (anidride carbonica solida) si trasforma in gas a temperatura ambiente.
Caratteristiche del gas
- Non ha forma o volume definiti.
- Un gas si raffredda espandendosi.
- Quando un gas viene compresso, la sua temperatura aumenta.
- La sua densità è inferiore a quella dei liquidi.
Esempi di gas
L'atmosfera
Il nostro pianeta è circondato da uno strato di gas che conosciamo come atmosfera. L'aria che respiriamo è una miscela di azoto, ossigeno, anidride carbonica, argon e altri elementi e composti allo stato gassoso.
Gas carbonico nelle bevande gassate
I gas possono dissolversi in un liquido, purché non reagiscano tra loro (cioè, formino un nuovo composto). Pertanto, l'anidride carbonica (anidride carbonica) può dissolversi nelle bevande, conferendo alle bevande analcoliche quella caratteristica bollicina quando vengono aperte.
Elio in palloncini
Quando gonfiamo i palloncini con l'elio, un gas più leggero dell'aria, possono galleggiare. Questo perché la densità dell'elio è 0,18 g/L mentre la densità dell'aria è 1,21 g/L. L'elio ha anche il vantaggio di essere un gas non infiammabile, cioè non brucia.
Cos'è il plasma?
Il plasma è lo stato della materia che risulta dal fornire energia a un gas fino a quando non si ionizza. In questo senso, è costituito da ioni o atomi carichi positivamente ed elettroni liberi. Nell'Universo, il plasma è lo stato predominante della materia.
La creazione del plasma richiede energia. Ad esempio, quando un gas diventa abbastanza caldo da far sì che gli atomi inizino a scontrarsi l'uno con l'altro fino al punto in cui gli elettroni escono, si forma un plasma.
Il fisico britannico William Crookes (1832-1919) identificò per la prima volta il plasma nel 1879. Il termine "plasma" fu assegnato da Irving Langmuir nel 1928 mentre studiava i gas ionizzati.
Caratteristiche dei plasmi
- Non ha forma o volume definiti.
- Le particelle che lo compongono sono caricate elettricamente: elettroni con carica negativa, ioni con carica positiva.
- Condurre elettricità.
Esempi di plasma
Sebbene il plasma sia lo stato predominante della materia nell'Universo, quotidianamente è piuttosto raro. Diamo un'occhiata ad alcuni esempi.
TV al plasma
Nei televisori al plasma, gli atomi di xeno o neon rilasciano fotoni di luce quando sono eccitati. Alcuni di questi fotoni interagiscono con i materiali di fosforo facendoli emettere luce visibile. Ogni pixel sullo schermo è costituito da minuscoli pixel con diversi composti di fosforo per i colori blu, verde e rosso.
Luci al neon
Le luci al neon sono tubi di vetro riempiti con gas neon (o altri gas). Quando l'elettricità passa attraverso i segnali, gli elettroni si scontrano con gli atomi di neon, rilasciando i loro elettroni e formando lo ione Ne.+. La miscela di elettroni liberi, Ne+ e gli atomi di neon formano un plasma conduttivo. La luce è il risultato di elettroni che passano da uno stato ad alta energia a uno stato a bassa energia.
Lampade al plasma
La lampada al plasma è stata inventata da Nikola Tesla quando stava sperimentando correnti ad alta frequenza in un tubo di vetro sigillato sotto vuoto. Le linee luminose che osserviamo corrispondono al fenomeno della filamentazione. I colori sono la conseguenza del rilassamento degli elettroni eccitati a un livello energetico inferiore.
Aurora boreale
Quando gli atomi di azoto e ossigeno nella ionosfera vengono eccitati dalla radiazione solare, vengono rilasciati elettroni. Questi emettono luce quando ritornano al loro stato energetico più basso, che sono visibili nell'emisfero nord come aurora boreale e nell'emisfero sud come aurora australis.
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