Plasma é um gás ionizado, dentre as características é relevante informar que sua carga elétrica positiva permanece em equilíbrio com sua carga negativa - em quase total equilíbrio muitas vezes. Outra característica é que ele sempre emite luz, exposto a qualquer excitação elétrica, as auroras polares são um exemplo típico deste fenômeno. Também pode ser vista nas descargas atmosféricas especificamente da ionosfera (ionosfera é a camada da atmosfera terrestre que contém cargas elétricas (íons e elétrons) e que se encontra entre aproximadamente 60 km e 1000 km de altitude. É por causa da ionosfera que os sinais de rádio podem ser propagados de uma localidade a outra na superfície do planeta).
A denominação "o quarto estado fundamental da matéria" foi dada pelo físico inglês William Crookes, que assim o chamou por conter propriedades diferentes do estado sólido, líquido e gasoso. O estudo do plasma denomina-se "dinâmica do plasma". O primeiro cientista a iniciar as pesquisas efetivas sobre plasma foi Michael Faraday, em 1830.
As temperaturas que o plasma pode atingir são gigantescas, há colisão das partículas dos átomos quase sempre.
Processo de Ionização:
A maioria destes processos é colisional. Dependendo da natureza da colisão, pode ou não ocorrer a ionização do átomo ou molécula neutra.
Para um gás em temperatura alta o suficiente, as colisões térmicas entre os átomos, em função de suas altíssimas energias cinéticas, irão ionizar alguns deles. Um ou mais elétrons que estão normalmente ligados ao átomo, em órbitas ao redor do núcleo, serão "ejetados" do átomo e converterão o gás numa região onde coexistem elétrons livres, íons cátions e átomos neutros, formando o plasma.
A retirada do elétron do átomo ocorre pela absorção de energia, expressa em elétron-volt (eV). Em condições normais, cada elemento químico tem seu próprio número de prótons e elétrons e, consequentemente, uma força eletrostática característica, que vai determinar a quantidade de energia requerida para "arrancar" certo elétron do átomo. Frequentemente, seu valor, denominado de energia de ionização, se refere à energia necessária para arrancar definitivamente um elétron mais externo, que sofre menos atração pelo núcleo, de seu átomo isolado, gasoso e no estado fundamental.
Aplicações do plasma:
O plasma também pode existir em baixas temperaturas, como exemplos podemos citar a nossa já conhecida lâmpada fluorescente. Também é usado para processar esterilização em autoclave de plasma e peróxido de hidrogênio.
Curiosidades:
Tem-se a ideia de que o plasma é algo difícil de ser produzido e difícil de se encontrar talvez por que geralmente é encontrado em altas temperaturas. A verdade é que 99% do Universo visível conhecido está em estado de plasma, sendo que o 1% restante é constituído dos outros estados da matéria. São encontrados:
- Galáxias e nebulosas que contém gás e poeira cósmica interestelar, em estado eletrificado, ou ionizado;
- O vento solar ou fluido ionizado, constantemente ejetado pelo sol;
- Plasmas gerados e confinados pelos Cinturões de Radiação de Van Allen (vários fenômenos que ocorrem na região equatorial da terra);
- A ionosfera terrestre, que possibilita as comunicações via rádio;
- As auroras Austral e Boreal, que são plasmas naturais e ocorrem nas altas latitudes da Terra;
- Resultantes da luminescência visível resultante da excitação de átomos e moléculas da atmosfera, quando bombardeados por partículas carregadas expelidas do Sol e defletidas pelo campo geomagnético;
- As lâmpadas fluorescentes;
- As descargas atmosféricas (raios), que não passam de descargas elétricas de alta corrente (dezenas a centenas de quilo-àmperes) que ocorrem na atmosfera com uma extensão usual de alguns quilômetros.
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