Er zijn vier toestanden van materie: vast, vloeibaar, gas en plasma. Een gas kan bijvoorbeeld zijn samengesteld uit individuele atomen (zoals edelgassen neon) of elementaire moleculen zoals zuurstof die uit verschillende atomen bestaan. Atomen of moleculen waarvan een of meer orbitale elektronen zijn verwijderd (of, in zeldzame gevallen, een extra elektron toegevoegd) en vrije elektronen vormen samen plasma.
Gas versus plasma
Het verschil tussen gas en plasma is dat beide toestanden materie zijn, maar verschilden vanwege de eigenschappen die ze bezitten. Ze zijn allebei verschillend als het gaat om de moleculen erin. Gasmoleculen zijn ver van elkaar gescheiden en kunnen er geen elektrische geleidbaarheid doorheen geleiden, terwijl in Plasma de elektrische geleidbaarheid hoog is vanwege de moleculen die dicht in plasma zijn gepakt.
Ongedefinieerde vorm en volume karakteriseren de toestand van een stof die bekend staat als "gas". In tegenstelling tot gassen hebben vaste stoffen en vloeistoffen zo'n lagere dichtheid. Tussen deeltjes met veel kinetische energie zit veel ruimte. De deeltjes reizen snel en interageren, waardoor ze zich verspreiden of uitspreiden totdat ze gelijkmatig over het volume van de container zijn verdeeld.
De vierde toestand van materie wordt plasma genoemd. Door een gas te verwarmen totdat de elektronen genoeg energie hebben om aan de greep van de positief geladen kern te ontsnappen, ontstaat plasma. Ionen ontstaan wanneer moleculaire verbindingen breken en atomen elektronen ontvangen of verliezen. Een laser, microgolfgenerator of een ander krachtig elektromagnetisch veld kan worden gebruikt om plasma te creëren.
Vergelijkingstabel tussen gas en plasma
| Parameters van vergelijking: | Gas | Plasma |
| Type | De 3e staat van materie | De 4e staat van materie |
| Definitie | een substantie of materie in de staat van vrije expansie om de hele capaciteit van een container te vullen, zonder vaste vorm (in tegenstelling tot een vaste stof) of volume (in tegenstelling tot een vloeistof). | een geïoniseerd gas met een percentage positieve ionen en vrije elektronen dat resulteert in bijna geen totale elektrische lading, vaak bij lage drukken of bij extreem hoge temperaturen |
| De geleidbaarheid van elektrische stroom | Heel laag | Heel hoog |
| De capaciteit om onafhankelijk te opereren: | Een | Twee of meer |
| Snelheidsverdeling | Maxwelliaans | niet-Maxwelliaans |
| Interacties in moleculen | binair | Collectief |
Wat is gas?
Met vast, vloeibaar en plasma als de andere drie toestanden van materie die de vier basistoestanden van materie vormen, is gas één. Individuele atomen (zoals een edelgas zoals neon), elementaire moleculen of complexe moleculen gemaakt van verschillende atomen kunnen een zuiver gas vormen (bijv. koolstofdioxide). Een gasmengsel, zoals lucht, bestaat uit verschillende van zuivere gassen. Een gas onderscheidt zich van vloeistoffen en vaste stoffen door de verregaande scheiding van bepaalde gasdeeltjes.
Afhankelijk van temperatuur en dichtheid kan een bepaald aandeel neutrale deeltjes beschikbaar zijn, in welk geval plasma wordt aangeduid als gedeeltelijk geïoniseerd. Gedeeltelijk geïoniseerde plasma's omvatten neonreclames en verlichting. Omdat plasma niet goed gedefinieerd is, in tegenstelling tot de andere drie toestanden van materie, is het een kwestie van interpretatie en context.
Druk, volume, aantal deeltjes en temperatuur zijn vier fysieke factoren of macroscopische eigenschappen die het moeilijk maken om de meeste gassen meteen waar te nemen.
Wetenschappers Robert Boyle, Jacques Charles, John Dalton, Joseph Gay-Lussac en Amedeo Avogadro hebben deze vier onderscheidende kenmerken consequent waargenomen voor een verscheidenheid aan gassen in diverse omgevingen. Uiteindelijk resulteerde hun uitgebreide onderzoek in een ideale, door de gaswet uitgedrukte wiskundige verbinding tussen deze kwaliteiten.
Wat is Plasman?
Plasma, uitgebreid onderzocht door Irving Langmuir in de jaren 1920, is een van de vier basistoestanden van materie. Ionengassen zijn gemaakt van atomen of moleculen die een of meer orbitale elektronen hebben laten vallen en ook vrije elektronen. Plasma is de meest voorkomende vorm van standaardmaterie in het universum, afgezien van donkere materie en de veel ongrijpbare donkere energie. Plasma wordt meestal geassocieerd met sterren, zoals de onze, maar het kan ook worden gevonden in het geconcentreerde medium intracluster en mogelijk in interplanetaire gebieden.
Afhankelijk van temperatuur en dichtheid kan een bepaald aandeel neutrale deeltjes beschikbaar zijn, in welk geval plasma wordt aangeduid als gedeeltelijk geïoniseerd. Gedeeltelijk geïoniseerde plasma's omvatten neonreclames en verlichting. Omdat plasma niet goed gedefinieerd is, in tegenstelling tot de andere drie toestanden van materie, is het een kwestie van interpretatie en context.
Afhankelijk van temperatuur en dichtheid kan een bepaald aandeel neutrale deeltjes beschikbaar zijn, in welk geval plasma wordt aangeduid als gedeeltelijk geïoniseerd. Gedeeltelijk geïoniseerde plasma's omvatten neonreclames en verlichting. Omdat plasma niet goed gedefinieerd is, in tegenstelling tot de andere drie toestanden van materie, is het een kwestie van interpretatie en context. Volgens het betreffende fenomeen moet een stof worden geïoniseerd om 'plasma' te worden genoemd. Met andere woorden, plasma is een stof die niet goed kan worden gekarakteriseerd zonder rekening te houden met het bestaan van geladen deeltjes.
Belangrijkste verschillen tussen gas en plasma
Gevolgtrekking
Plasma's lijken op gassen, maar hun atomen zijn verschillend omdat ze bestaan uit vrije elektronen en ionen van een bepaald element, zoals neon (Ne). Omdat plasma bestaat uit groepen positief en negatief geladen deeltjes, verschilt het van een gas. De elektronen in neongas zijn volledig verbonden met de kern. Het belangrijkste verschil is dat in een gas de atomen intact blijven en over het algemeen verbonden zijn tot moleculen, maar in plasma is ten minste een deel van de elektronen volledig gescheiden van hun atomen. Met andere woorden, plasmadeeltjes zijn geladen, terwijl gasdeeltjes grotendeels ongeladen zijn.
