¿Hay una transición de fase entre gas y plasma?

Question

Hace una transición de fase se producen como un gas se calienta a crear un plasma? Si es así, este es un primer o segundo orden de la fase de transición?

También, la presencia de una transición de fase dependen de la presión o de la composición? A mí me parece que en la diluir el límite (es decir, bajas presiones), no hay fase de transición debería ocurrir ya que la fracción de átomos ionizados seguirá una distribución de Boltzmann, que es una función uniforme de la temperatura. Sin embargo, la presencia de transiciones de fase en la teoría de Debye-Hückel parece sugerir que un gas de plasma de transición que podría ocurrir en presiones más altas.

Answer 1

El corto áspera respuesta es no. La transición entre el estado gaseoso y plasma es continuo y gradual. La fase de transición, en general, ocurre a temperatura constante para una presión dada, lo que no ocurre para el plasma. Echa un vistazo aquí.

Algunas referencias a clasificar a la transición de estado gaseoso a la del plasma como un tipo especial de transición de fase se llama de segundo orden de la fase de transición.La diferencia entre los de segundo orden y de primer orden (estándar bien conocido de la fase de transición) es que la segunda orden es gradual, mientras que la de primer orden es repentino. Echa un vistazo aquí.

Así que si usted se refiere a la definición estándar de la fase de transición, la respuesta es no.

Esperemos que ayudó a

Answer 2

Las propiedades del plasma ya se hacen palpables en un bajo grado de ionización. Por otro lado, el grado de ionización nunca alcanza el 100% en un macroscópica de plasma (donde térmica de los choques ocurren): siempre habrá algunos electrones y los iones de recombinación en algún lugar (de equilibrio). Así que parece que el "perfecto" estado de plasma es sólo asintótica como $T\rightarrow\infty$. Para fines prácticos, un plasma con un alto grado de ionización se considera completamente ionizado.

Answer 3

La obvia parámetro de orden es algo así como la fracción de átomos o moléculas ionizadas, decir "x". Simple stat mech dice que en cualquier temperatura finita que estará en el intervalo (0,1). La pregunta es si, para algunos la densidad de partículas, hay una discontinuidad como una función de T en la x (de primer orden) o dx/dT (de segundo orden). Hay una razón por la que algunos tal discontinuidad que podría suceder. Como más iones formulario, el de Debye de detección en la nube disminuye la energía libre de iones de formación. Que fenómeno cooperativo, como muchos otros, por ejemplo, spin-spin de las interacciones en los imanes,en principio, puede conducir a la huída de retroalimentación para una nueva fase. Es un tema cuantitativo. Un rápido cálculo de la primera indica que, a menos que la densidad de los iones se vuelve más grande que ~(kT/e^2)^3 (en unidades cgs), no habrá una transición de fase. (Aquí, k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura, y e es la carga de iones.) Puesto que x no conseguir grandes hasta que T es bastante alto, (factor de Boltzmann), y puesto que usted no tiene gas para empezar, a menos que la concentración total es bastante bajo, yo creo que normalmente no se consigue una transición de fase. Alguien con más conocimiento detallado debe comprobar que. Por supuesto, las comparaciones cuantitativas son completamente diferentes para decir quark-gluon materia, etc.