ความแตกต่างระหว่างแก๊สและพลาสม่า (พร้อมตาราง)

สสารมีสี่สถานะ: ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และพลาสมา ตัวอย่างเช่น แก๊สสามารถประกอบขึ้นจากอะตอมแต่ละอะตอม (เช่น ก๊าซมีตระกูลนีออน) หรือโมเลกุลของธาตุ เช่น ออกซิเจนที่ประกอบด้วยอะตอมต่างๆ อะตอมหรือโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนโคจรตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป (หรืออาจมีการเพิ่มอิเล็กตรอนพิเศษในบางกรณี) และอิเล็กตรอนอิสระรวมกันเป็นพลาสมา

แก๊สกับพลาสม่า

ความแตกต่างระหว่างแก๊สและพลาสมาคือสถานะทั้งสองมีความสำคัญ แต่แตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติที่มีอยู่ ทั้งสองต่างกันเมื่อพูดถึงโมเลกุลในตัวมัน โมเลกุลของแก๊สถูกแยกออกจากกันอย่างกว้างๆ และไม่สามารถนำไฟฟ้าผ่านพวกมันได้ในขณะที่ค่าการนำไฟฟ้าในพลาสมานั้นสูงเนื่องจากโมเลกุลที่อัดแน่นอยู่ในพลาสมา

รูปร่างและปริมาตรที่ไม่ได้กำหนดจะบ่งบอกถึงสภาพของสารที่เรียกว่า “แก๊ส” ตรงกันข้ามกับก๊าซ ของแข็งและของเหลวมีความหนาแน่นต่ำกว่าดังกล่าว ช่องว่างระหว่างอนุภาคที่มีพลังงานจลน์มาก อนุภาคเดินทางอย่างรวดเร็วและมีปฏิสัมพันธ์ ทำให้กระจายหรือกระจายออกไปจนกว่าจะมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วปริมาตรของภาชนะ

สถานะของสสารที่สี่เรียกว่าพลาสมา การให้ความร้อนแก่แก๊สจนอิเล็กตรอนมีพลังงานเพียงพอที่จะหลบหนีจากการยึดเกาะของนิวเคลียสที่มีประจุบวกทำให้เกิดพลาสมา ไอออนเกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมต่อของโมเลกุลแตกและอะตอมได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน เลเซอร์ เครื่องกำเนิดไมโครเวฟ หรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงอื่นๆ สามารถใช้สร้างพลาสมาได้

ตารางเปรียบเทียบระหว่างแก๊สกับพลาสม่า

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	แก๊ส	พลาสม่า
พิมพ์	สภาวะที่ 3 ของสสาร	สภาวะที่ 4 ของสสาร
คำนิยาม	สารหรือสสารที่อยู่ในสถานะของการขยายตัวอย่างอิสระเพื่อเติมเต็มความจุทั้งหมดของภาชนะโดยไม่มีรูปร่างที่แน่นอน (ต่างจากของแข็ง) หรือปริมาตร (ต่างจากของเหลว)	ก๊าซไอออไนซ์ที่มีเปอร์เซ็นต์ไอออนบวกและอิเล็กตรอนอิสระซึ่งส่งผลให้แทบไม่มีประจุไฟฟ้าทั้งหมด มักเกิดขึ้นที่ความดันต่ำหรือที่อุณหภูมิสูงมาก
ค่าการนำไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้า	ต่ำมาก	สูงมาก
ความสามารถในการทำงานอย่างอิสระ	หนึ่ง	สองหรือมากกว่า
การกระจายความเร็ว	Maxwellian	ไม่ใช่ Maxwellian
ปฏิกิริยาในโมเลกุล	ไบนารี่	กลุ่ม

แก๊สคืออะไร?

ด้วยของแข็ง ของเหลว และพลาสมาเป็นสถานะของสสารอีกสามสถานะที่ประกอบเป็นสถานะพื้นฐานของสสารสี่สถานะ ก๊าซจึงเป็นหนึ่ง อะตอมส่วนบุคคล (เช่น ก๊าซมีตระกูล เช่น นีออน) โมเลกุลของธาตุ หรือโมเลกุลเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยอะตอมหลายชนิดสามารถประกอบเป็นก๊าซบริสุทธิ์ได้ (เช่น คาร์บอนไดออกไซด์) ส่วนผสมของก๊าซ เช่น อากาศ ประกอบขึ้นจากความหลากหลาย ของก๊าซบริสุทธิ์ ก๊าซแตกต่างจากของเหลวและของแข็งโดยการแยกอนุภาคก๊าซโดยเฉพาะ

อาจมีอนุภาคเป็นกลางในสัดส่วนที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความหนาแน่น ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าพลาสม่าว่าเป็นไอออนบางส่วน พลาสมาที่แตกตัวเป็นไอออนบางส่วนรวมถึงสัญญาณไฟนีออนและแสงไฟ เนื่องจากพลาสมาไม่ได้มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งแตกต่างจากสถานะอื่นๆ อีกสามสถานะ มันเป็นเรื่องของการตีความและบริบท

ความดัน ปริมาตร จำนวนอนุภาค และอุณหภูมิเป็นปัจจัยทางกายภาพสี่ประการหรือคุณสมบัติมหภาคที่ทำให้ยากต่อการสังเกตก๊าซส่วนใหญ่ในทันที

นักวิทยาศาสตร์ Robert Boyle, Jacques Charles, John Dalton, Joseph Gay-Lussac และ Amedeo Avogadro ได้สังเกตลักษณะเด่นสี่ประการเหล่านี้อย่างต่อเนื่องสำหรับก๊าซหลากหลายชนิดในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ในท้ายที่สุด การวิจัยอย่างครอบคลุมของพวกเขาส่งผลให้เกิดความเชื่อมโยงทางคณิตศาสตร์ที่แสดงออกโดยกฎหมายแก๊สในอุดมคติระหว่างคุณสมบัติเหล่านี้

พลาสม่าคืออะไร?

พลาสมาซึ่งได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางโดยเออร์วิง แลงเมียร์ในปี ค.ศ. 1920 เป็นหนึ่งในสี่สถานะพื้นฐานของสสาร ก๊าซไอออนประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุลที่ปล่อยอิเล็กตรอนในวงโคจรตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปและยังมีอิเล็กตรอนอิสระอีกด้วย พลาสมาเป็นรูปแบบทั่วไปที่สุดของสสารมาตรฐานในจักรวาล นอกเหนือจากสสารมืดและพลังงานมืดที่เข้าใจยากกว่ามาก โดยทั่วไปแล้วพลาสม่าจะสัมพันธ์กับดาวฤกษ์ เช่น ดาวฤกษ์ของเรา แต่อาจพบได้ในเนื้อเยื่อภายในที่มีความเข้มข้นปานกลางและอาจอยู่ในพื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์

อาจมีอนุภาคเป็นกลางในสัดส่วนที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความหนาแน่น ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าพลาสม่าว่าเป็นไอออนบางส่วน พลาสมาที่แตกตัวเป็นไอออนบางส่วนรวมถึงสัญญาณไฟนีออนและแสงไฟ เนื่องจากพลาสมาไม่ได้มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งแตกต่างจากสถานะอื่นๆ อีกสามสถานะ มันเป็นเรื่องของการตีความและบริบท

อาจมีอนุภาคเป็นกลางในสัดส่วนที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความหนาแน่น ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าพลาสม่าว่าเป็นไอออนบางส่วน พลาสมาที่แตกตัวเป็นไอออนบางส่วนรวมถึงสัญญาณไฟนีออนและแสงไฟ เนื่องจากพลาสมาไม่ได้ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งแตกต่างจากสถานะอื่นๆ อีกสามสถานะของสสาร มันเป็นเรื่องของการตีความและบริบท ตามปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง สสารจะต้องถูกเรียกว่า "พลาสมา" กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลาสมาเป็นสารที่ไม่สามารถจำแนกได้อย่างเหมาะสมโดยไม่คำนึงถึงการมีอยู่ของอนุภาคที่มีประจุ

ความแตกต่างหลักระหว่างแก๊สกับพลาสม่า

บทสรุป

พลาสมามีความคล้ายคลึงกับก๊าซ แต่อะตอมของพวกมันมีความแตกต่างกันเนื่องจากประกอบด้วยอิเล็กตรอนอิสระและไอออนของธาตุเฉพาะ เช่น นีออน (Ne) เนื่องจากพลาสมาประกอบด้วยการรวมกลุ่มของอนุภาคที่มีประจุบวกและลบ มันจึงแตกต่างจากแก๊ส อิเล็กตรอนในก๊าซนีออนเชื่อมโยงกับนิวเคลียสโดยสิ้นเชิง ความแตกต่างที่สำคัญคือในแก๊ส อะตอมยังคงไม่บุบสลายและโดยทั่วไปเชื่อมโยงกับโมเลกุล แต่ในพลาสมา อย่างน้อยส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนได้แยกออกจากอะตอมของพวกมันโดยสิ้นเชิง กล่าวอีกนัยหนึ่งคืออนุภาคพลาสม่าจะถูกชาร์จในขณะที่อนุภาคของก๊าซส่วนใหญ่ไม่มีประจุ

อ้างอิง