1樓:匿名使用者
哈`~我來告訴你這個我問題`~
冰升溫至0℃會變成水,如果繼續使溫度上升至100%,那麼水就會沸騰成為水蒸氣。我們知道,隨著溫度的上升,物質的存在狀態一般會呈現出固態→液態→氣態三種物態的轉化過程,我們把這三種基本形態稱為物質的三態。那麼對於氣態物質,溫度升至幾千度時,將會有什麼新變化呢?
由於物質分子熱運動加劇,相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離,這樣物質就變成由自由運動並相互作用的正離子和電子組成的混合物(蠟燭的火焰就處於這種狀態)。我們把物質的這種存在狀態稱為物質的第四態,即等離子體(plasma)。因為電離過程中正離子和電子總是成對出現,所以等離子體中正離子和電子的總數大致相等,總體來看為準電中性。
反過來,我們可以把等離子體定義為:正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。
從剛才提到的微弱的蠟燭火焰,我們可以看到等離子體的存在,而夜空中的滿天星斗又都是高溫的完全電離等離子體。據印度天體物理學家沙哈(m·saha,1893-1956)的計算,宇宙中的99.9%的物質處於等離子體狀態。
而我們居住的地球倒是例外的溫度較低的星球。此外,對於自然界中的等離子體,我們還可以列舉太陽、電離層、極光、雷電等。在人工生成等離子體的方法中,氣體放電法比加熱的辦法更加簡便高效,諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊等等。
給出了主要型別的等離子體的密度和溫度的數值。從密度為106(單位:個/m3)的稀薄星際等離子體到密度為1025的電弧放電等離子體,跨越近20個數量級。
其溫度分佈範圍則從100 k的低溫到超高溫核聚變等離子體的108-109k(1-10億度)。溫度軸的單位ev(electron volt)是等離子體領域中常用的溫度單位,1 ev=11 600 k。
通常,等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團)等三種粒子。設它們的密度分別為ne ,ni ,nn ,由於 (準電中性),所以電離前氣體分子密度為ne ≈ nn。於是,我們定義電離度β = ne / (ne + nn),以此來衡量等離子體的電離程度。
日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是100%,像這樣β =1的等離子體稱為完全電離等離子體。電離度大於1% (β≥10-2 )的稱為強電離等離子體,像火焰中的等離子體大部分是中性粒子(β <10-3 ),稱之為弱電離等離子體。
若放電是在接近於大氣壓的高氣壓條件下進行,那麼電子、離子、中性粒子會通過激烈碰撞而充分交換動能,從而使等離子體達到熱平衡狀態。若電子、離子、中性粒子的溫度分別為了te,ti,tn,我們把這三種粒子的溫度近似相等(te ≈ ti ≈ tn)的熱平衡等離子體稱為熱等離子體(thermal plasma),在實際的熱等離子體發生裝置中,陰極和陽極間的電弧放電作用使得流入的工作氣體發生電離,輸出的等離子體呈噴射狀,可用作等離子體射流(plasma jet)、等離子體噴焰(plasma torch)等。
另一方面,數百帕以下的低氣壓等離子體常常處於非熱平衡狀態。此時,電子在與離子或中性粒子的碰撞過程中幾乎不損失能量,所以有te>>ti , te>>tn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(cold plasma)。
當然,即使是在高氣壓下,低溫等離子體還可以通過不產生熱效應的短脈衝放電模式來生成。
生成條件:高溫使得固體或液體變為氣體,然後可以在進一步的高溫或者微波的轟擊、高速電子的轟擊(也就是高壓放電)的條件下轉化為等離子態。因此這種條件完全取決於被轉化為等離子體的物質自身特性。
參考資料
2樓:匿名使用者
冰升溫至0℃會變成水,如果繼續使溫度上升至100%,那麼水就會沸騰成為水蒸氣。我們知道,隨著溫度的上升,物質的存在狀態一般會呈現出固態→液態→氣態三種物態的轉化過程,我們把這三種基本形態稱為物質的三態。那麼對於氣態物質,溫度升至幾千度時,將會有什麼新變化呢?
由於物質分子熱運動加劇,相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離,這樣物質就變成由自由運動並相互作用的正離子和電子組成的混合物(蠟燭的火焰就處於這種狀態)。我們把物質的這種存在狀態稱為物質的第四態,即等離子體(plasma)。因為電離過程中正離子和電子總是成對出現,所以等離子體中正離子和電子的總數大致相等,總體來看為準電中性。
反過來,我們可以把等離子體定義為:正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。
從剛才提到的微弱的蠟燭火焰,我們可以看到等離子體的存在,而夜空中的滿天星斗又都是高溫的完全電離等離子體。據印度天體物理學家沙哈(m·saha,1893-1956)的計算,宇宙中的99.9%的物質處於等離子體狀態。
而我們居住的地球倒是例外的溫度較低的星球。此外,對於自然界中的等離子體,我們還可以列舉太陽、電離層、極光、雷電等。在人工生成等離子體的方法中,氣體放電法比加熱的辦法更加簡便高效,諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊等等。
給出了主要型別的等離子體的密度和溫度的數值。從密度為106(單位:個/m3)的稀薄星際等離子體到密度為1025的電弧放電等離子體,跨越近20個數量級。
其溫度分佈範圍則從100 k的低溫到超高溫核聚變等離子體的108-109k(1-10億度)。溫度軸的單位ev(electron volt)是等離子體領域中常用的溫度單位,1 ev=11 600 k。
通常,等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團)等三種粒子。設它們的密度分別為ne ,ni ,nn ,由於 (準電中性),所以電離前氣體分子密度為ne ≈ nn。於是,我們定義電離度β = ne / (ne + nn),以此來衡量等離子體的電離程度。
日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是100%,像這樣β =1的等離子體稱為完全電離等離子體。電離度大於1% (β≥10-2 )的稱為強電離等離子體,像火焰中的等離子體大部分是中性粒子(β <10-3 ),稱之為弱電離等離子體。
若放電是在接近於大氣壓的高氣壓條件下進行,那麼電子、離子、中性粒子會通過激烈碰撞而充分交換動能,從而使等離子體達到熱平衡狀態。若電子、離子、中性粒子的溫度分別為了te,ti,tn,我們把這三種粒子的溫度近似相等(te ≈ ti ≈ tn)的熱平衡等離子體稱為熱等離子體(thermal plasma),在實際的熱等離子體發生裝置中,陰極和陽極間的電弧放電作用使得流入的工作氣體發生電離,輸出的等離子體呈噴射狀,可用作等離子體射流(plasma jet)、等離子體噴焰(plasma torch)等。
另一方面,數百帕以下的低氣壓等離子體常常處於非熱平衡狀態。此時,電子在與離子或中性粒子的碰撞過程中幾乎不損失能量,所以有te>>ti , te>>tn。我們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(cold plasma)。
當然,即使是在高氣壓下,低溫等離子體還可以通過不產生熱效應的短脈衝放電模式來生成。
生成條件:高溫使得固體或液體變為氣體,然後可以在進一步的高溫或者微波的轟擊、高速電子的轟擊(也就是高壓放電)的條件下轉化為等離子態。因此這種條件完全取決於被轉化為等離子體的物質自身特性。
3樓:
沒有固定的溫度,有點很高,也有的常溫下就可以形成,比如說測電筆的氖管中的氣體
4樓:量土微臣
標況下900℃,
宇宙空間零壓力狀態下-270℃也能形成等離子體。
等離子切割能達到最高多少溫度?
5樓:匿名使用者
等離子弧的產生與特點
通常把電弧密度為自然條件下的電弧密度(未經壓縮)的電弧稱為自由弧;自由弧的導電氣體設有完全電離,電弧的溫度在6000℃到8000℃之間。而在氣壓、電壓和磁場的作用下,柱狀的自由弧(柱截面積正比於功率)可以壓縮成等離子弧,等離子弧的導電截面小能量集中。弧柱中氣體幾乎可全部達到離子狀態。
電弧溫度可高達15000℃-30000℃。能使金屬等物體迅速熔化。
多高的溫度才能形成等離子?
6樓:匿名使用者
將氣體加熱,當其原子達到幾千甚至上萬攝氏度時,電子就會被原子"甩"掉,原子變成只帶正電荷的離子。此時,電子和離子帶的電荷相反,但數量相等,這種狀態稱做等離子態。
人們常年看到的閃電、流星以及熒光燈點燃時、火焰燃燒時,它們都是處於等離子態。人類可以利用它放出大量能量產生的高溫,切割金屬、製造半導體元件、進行特殊的化學反應等. 在茫茫無際的宇宙空間裡,等離子態是一種普遍存在的狀態。
宇宙中大部分發光的星球內部溫度和壓力都很高,這些星球內部的物質差不多都處於等離子態。
大家常見的霓虹燈,在它點亮以後,燈管裡的氣體就被電離了,成為電子與離子的混合物——等離子體。極光,是我們看見的大自然裡的等離子體。
等離子態常被稱為「超氣態」,它和氣體有很多相似之處,比如:沒有確定形狀和體積,具有流動性,但等離子也有很多獨特的性質。
輕度電離的等離子體,離子溫度一般遠低於電子溫度,稱之為「低溫等離子體」(如:射流低溫等離子放電到等離子體中心溫度達數千度,是"熱"等離子體。)。
高度電離的等離子體,離子溫度和電子溫度都很高,稱為「高溫等離子體」(等離子體工藝中操作溫度約為5000-20000 k)。
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