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Diferentemente dos demais estados da matéria, sólido, líquido e gasoso, a matéria no estado de plasma, nada mais é que um gás ionizado constituído de elétrons livres, íons e átomos neutros, em proporções variadas e que apresenta um comportamento coletivo (ver figura 1).
Matéria no estado gasoso e no estado de plasma.
Note que antes havia uma gás de átomos neutros e em seguida um gás de íons e elétrons livres.
Justamente, devido à energia cinética das partículas que constituem o plasma, este é hoje identificável como sendo o 4o estado da matéria, representando 99,99% da matéria visível do Universo. Três principais fenômenos caracterizam a matéria no estado de plasma (ver figura 2): emissão de radiação eletromagnética, blindagem do campo elétrico das cargas e oscilações coletivas devido as forças coulombianas.
A esquerda, nosso sol emitindo radiação eletromagnética na faixa do ultravioleta distante-, no meio o efeito de blindagem de potenciais elétricos em plasmas (ver em Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion by Francis F. Chen) e a direita, a resultante da força elétrica devido às várias n partículas carregadas numa dada carga A.
Fonte: www.fis.unb.br
Podemos dizer que o estado físico da matéria está diretamente relacionado à temperatura e à pressão em que está submentido. O que ocorre com um material que já está no estado gasoso aprisionado em um recipiente e continuar a receber energia? - Sua temperatura aumentará cada vez mais, até o ponto onde mudará novamente de estado físico, assumindo assim a forma de PLASMA - o 4º estado da matéria.
Neste estado a temperaturas superiores a temperatura de ebulição, o movimento dos átomos do gás torna-se cada vez mais enérgico e frequente, provocando choques cada vez mais fortes entre eles. Como resultado destes choques, os elétrons começam a se separar tornando-se íons, portanto o plasma consiste em uma coleção de íons positivos, elétrons e átomos neutros coexistindo em proporções variadas.
Apesar dos átomos estarem separados como íons, o plasma é um sistema neutro. Por exemplo para se obter o plasma d'água, basta aumentar a energia cinética das moléculas aprisionadas dentro de um tubo de vidro em baixa pressão, para isto pode-se recorrer a um forno de microondas cuja freqüência é determinada para excitar moléculas de água, aumentado a temperatura do vapor d'água até o ponto em que ocorre a formação de "plasma d'água". Neste estado observa-se que o tubo de vidro passa a emitir luz em tons de azul, típica do plasma de água.
As propriedades do plasma são muito diferentes dos gases, devido a interação destas cargas. Por exemplo; o plasma conduz corrente elétrica, enquanto os gases não conduzem.
Justamente, devido à energia cinética das partículas que constituem o plasma, representando mais de 90% da matéria visível do Universo. O sol e qualquer outra estrela, que constituem a maior parte da massa do cosmos, são formados por plasma, onde a temperatura chega a várias dezenas de milhões de graus. Em todos os lugares onde a matéria está extraordinariamente quente, ela encontra-se no estado plásmico.
A energia que chega aos nossos olhos em forma de luz é resultado das fusão entre as partículas que ocorrem continuamente nestes corpos celestes. O plasma também está presente no espaço interestrelar e nas proximidades dos campos magnéticos que rodeiam os planetas. Enfim, tudo que nós vemos nos céus é plasma. Como resultado da ação de campos elétricos, o plasma também se forma, discretamente, nas lâmpadas de néon ou de sódio, constituídas por gases ionizados. Porém, o estado plásmico de uma substância gasosa pode surgir a temperaturas relativamente baixas de acordo com a composição do gás. A chama de uma vela e a luminescência de uma lâmpada fluorescente são alguns exemplos.
Aplicações tecnológicas do plasma inclui: retificadores de mercúrio, chaves a arco para transmissão e controle de eletricidade. Lâmpadas fluorescentes, fontes intensas de luz de plasma excitado por microondas e telas planas a plasma são ainda outras aplicações de descargas em gás.
Fonte: www.medio.com.br
Plasma é o estado da matéria que ocorre no interior do Sol e demais estrelas; que consiste numa "sopa" de elétrons livres e íons. A matéria sujeita ao estado de plasma atinge temperaturas tão altas que seus átomos começam a perder elétrons e estes se tornam livres.
A palavra plasma vem da medicina onde é utilizada para apontar perturbação ou estado não distinguível. O termo plasma na física, foi utilizado pela primeira vez pelo físico americano, Irving Langmuir no ano de 1928, quando estudava descargas elétricas em gases.
As lâmpadas de plasma são vulgares em lojas de bijuteria.
Na superfície da Terra o plasma só se forma em condições especiais. Devido a força gravitacional da Terra ser fraca para reter o plasma, não é possível mantê-lo confinado por longos períodos como acontece no Sol. O Sol, assim como todas estrelas que emitem luz se encontram no quarto estado da matéria. Na ionosfera terrestre, temos o surgimento da Aurora Boreal, que é um plasma natural, assim como o fogo. São sistemas compostos por um grande número de partículas carregadas, distribuídas dentro de um volume (macroscópico) onde haja a mesma quantidade de cargas positivas e negativas.
Este meio recebe o nome de Plasma, e foi chamado pelo físico inglês W. Clux de o quarto estado fundamental da matéria, por conter propriedades diferentes do estado sólido, líquido e gasoso.
Esta mudança de estado acontece da seguinte forma: ao adicionarmos calor ao sólido este se transforma em líquido; se adicionarmos mais calor, este se transforma em gás e se aquecermos este gás a altas temperaturas, obtemos o plasma. Sendo assim, se colocarmos em ordem crescente conforme a quantidade de energia que a matéria possui teremos:
A importância do estudo de física de plasma se dá em função de que, o universo matéria é 99% composto por matéria ionizada em forma de plasma, ou seja, no planeta Terra, onde a matéria se encontra normalmente nos três estados: sólido, líquido e gasoso, pode-se dizer que em relação ao Universo, vivemos num ambiente especial e raro.
Como o plasma está em altíssima temperatura, a agitação de seus átomos é tão grande que as colisões entre partículas é muito comum, não podendo mais o átomo ser mantido coeso, a força nuclear forte não é mais capaz de manter o núcleo atômico estável e nem existem combinações entre os elétrons livres, então também não temos a atuação da força nuclear fraca.
- Ele é eletricamente neutro, neutralidade esta garantida, pelo equilíbrio das partículas componentes do plasma, resumidamente seu número de prótons e elétrons é igual.
- O plasma é ótimo condutor elétrico, uma vez que possui grande quantidade de elétrons livres.
- O plasma apresenta-se como ótimo condutor de calor.
- O plasma é fonte de ondas eletromagnéticas. Estando o plasma sujeito a um campo magnético, este induz um campo elétrico e vice-versa. Nota-se que, no caso do sol, o campo eletromagnético é tão intenso que influencia dispositivos sensíveis a estes campos, como satélites de comunicações por exemplo e também origina fenômenos interessantes como a aurora boreal.
O plasma também pode existir em baixas temperaturas, como exemplos podemos citar lâmpada fluorescente...Tmbém usado para processar esterilização em autoclave de plasma e peróxido de hidrogênio.
Fonte: pt.wikipedia.org