Estado do plasma: características, tipos e exemplos

O estado do plasma é um dos quatro estados fundamentais da matéria, juntamente com sólido, líquido e gasoso. Caracteriza-se por ser um gás ionizado, ou seja, composto por partículas eletricamente carregadas, como íons e elétrons livres. O plasma é altamente condutor de eletricidade e é influenciado fortemente por campos magnéticos, sendo encontrado em diversas situações naturais e artificiais.

Existem vários tipos de plasma, como o plasma de laboratório, o plasma astrofísico, o plasma industrial e o plasma espacial. Alguns exemplos de plasma incluem as auroras boreais e a luz emitida por lâmpadas fluorescentes.

Neste artigo, exploraremos mais a fundo as características, tipos e exemplos do estado do plasma, fornecendo uma visão abrangente sobre esse estado peculiar da matéria.

Tipos de plasma: conheça as diferentes variações dessa forma de matéria energizada.

O plasma é considerado o quarto estado da matéria, ao lado dos estados sólido, líquido e gasoso. Trata-se de um gás ionizado, composto por partículas carregadas eletricamente. Existem diferentes tipos de plasma, cada um com características específicas e aplicações distintas.

Um dos tipos mais comuns de plasma é o plasma astrofísico, presente em estrelas, nebulosas e outros corpos celestes. Esse tipo de plasma é extremamente quente e energizado, sendo responsável por fenômenos como as auroras boreais e as tempestades solares.

Outro tipo de plasma é o plasma industrial, utilizado em processos de corte, soldagem e tratamento de superfícies. Esse tipo de plasma é gerado artificialmente em laboratórios e indústrias, sendo fundamental para diversas aplicações tecnológicas.

Além disso, existe o plasma sanguíneo, que é o plasma presente no sangue humano. Esse tipo de plasma é uma parte essencial do sistema circulatório, transportando nutrientes, hormônios e resíduos metabólicos pelo corpo.

Por fim, temos o plasma atmosférico, que é um tipo de plasma encontrado na atmosfera terrestre. Esse tipo de plasma é formado por descargas elétricas na atmosfera, como os raios durante uma tempestade. O plasma atmosférico também desempenha um papel importante na química da atmosfera e na proteção contra radiação solar.

Conhecer essas diferentes variações do plasma nos ajuda a compreender melhor a natureza e a importância desse estado da matéria.

Estado de plasma: definição e aplicações em situações cotidianas e na ciência.

O estado de plasma é um dos quatro estados fundamentais da matéria, juntamente com sólidos, líquidos e gases. No estado de plasma, os átomos perdem seus elétrons, resultando em uma mistura de elétrons livres e íons positivos. Isso cria um gás altamente ionizado e condutor de eletricidade.

O plasma é comumente encontrado em situações cotidianas, como em lâmpadas fluorescentes e televisões de plasma. Na ciência, o plasma é encontrado em estrelas, como o Sol, e em laboratórios de pesquisa, onde é utilizado em experimentos de física de alta energia e fusão nuclear.

Existem diferentes tipos de plasma, como o plasma térmico, que é o mais comum e encontrado em estrelas e experimentos de fusão nuclear. Outro tipo é o plasma não térmico, que é utilizado em aplicações de plasma frio, como na esterilização de equipamentos médicos e na fabricação de semicondutores.

Um exemplo de plasma na natureza é a aurora boreal, onde partículas carregadas do Sol interagem com a atmosfera da Terra, criando belas luzes coloridas no céu. Na medicina, o plasma é utilizado no tratamento de queimaduras e em cirurgias para acelerar a cicatrização de feridas.

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Principais características do plasma: o que é e como atua em diferentes contextos.

O plasma é um estado da matéria composto por partículas eletricamente carregadas, como íons e elétrons, que se encontram em equilíbrio. Diferente dos estados sólido, líquido e gasoso, o plasma é altamente condutor de eletricidade e possui propriedades únicas.

Uma das principais características do plasma é a sua capacidade de conduzir corrente elétrica, o que o torna essencial em diversas aplicações tecnológicas, como em telas de televisão de plasma e lâmpadas fluorescentes. Além disso, o plasma é utilizado em processos de soldagem, corte e tratamento de materiais, devido à sua alta temperatura e capacidade de interação com diferentes substâncias.

Em contextos naturais, o plasma está presente em estrelas, como o Sol, onde as altas temperaturas e pressões criam um ambiente propício para a formação desse estado da matéria. Também é encontrado em fenômenos atmosféricos, como os raios, onde a ionização do ar cria plasma temporariamente.

Sua presença em diferentes contextos, tanto tecnológicos quanto naturais, demonstra a importância e versatilidade desse estado da matéria.

Plasma: definição e processo de formação.

O plasma é um dos quatro estados fundamentais da matéria, juntamente com os estados sólido, líquido e gasoso. Trata-se de um gás ionizado composto por partículas carregadas eletricamente, como elétrons e íons. O plasma é o estado mais abundante do universo, estando presente em estrelas, como o Sol, e em fenômenos como relâmpagos e auroras boreais.

O processo de formação do plasma ocorre quando um gás neutro é submetido a altas temperaturas, o que provoca a ionização das partículas presentes. Os átomos passam a perder elétrons, resultando em íons positivos e elétrons livres. Esse desequilíbrio de cargas elétricas é o que caracteriza o plasma, que se torna condutor de eletricidade e suscetível a campos magnéticos.

Estado do plasma: características, tipos e exemplos.

O plasma apresenta diversas características peculiares, como a capacidade de conduzir eletricidade, reagir a campos magnéticos e emitir luz. Existem diferentes tipos de plasma, como o plasma de baixa pressão utilizado em lâmpadas fluorescentes e o plasma de alta energia presente em reatores nucleares de fusão.

Exemplos de plasma podem ser observados em diversas situações do cotidiano, como na chama de uma vela, no funcionamento de televisões de plasma e em experimentos científicos que envolvem descargas elétricas em gases. O estudo do plasma é de extrema importância para a compreensão de fenômenos naturais e o desenvolvimento de tecnologias avançadas.

Estado do plasma: características, tipos e exemplos

Estado do plasma: características, tipos e exemplos

O estado do plasma é uma das maneiras fundamentais pelas quais a matéria pode se agregar e é o mais predominante no universo observável. O plasma consiste em um gás quente, brilhante e altamente ionizado, a um ponto em que adquire propriedades únicas que o diferenciam do estado gasoso ou de qualquer outro gás específico.

Vemos o plasma espalhado nas estrelas dos céus noturnos. Com um número infinito de estrelas no Universo, assim como nebulosas e outras entidades celestes, é considerado o estado mais importante da matéria. Na Terra, é considerado o quarto estado, depois de líquido, sólido e gasoso.

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O Sol é o exemplo mais próximo em que podemos apreciar em grande escala as características do plasma em um ambiente natural. Por outro lado, fenômenos naturais ocorrem na Terra, nos quais é desencadeada uma aparência momentânea de plasma, como fogo e raios em tempestades.

O plasma não está associado apenas a altas temperaturas (milhões de graus Kelvin), mas também a grandes potenciais elétricos, luzes incandescentes e condutividade elétrica infinita.

Características do plasma

Composição

A matéria é composta de partículas (moléculas, átomos, íons, células etc.) que, dependendo da eficácia e das forças com as quais se agregam, estabelecem um estado sólido, líquido ou gasoso.

As partículas do plasma consistem em átomos carregados positivamente, mais conhecidos como cátions (+) e elétrons (-). No estado plasmático da matéria, não se fala em moléculas.

Catiões e elétrons vibram em frequências muito altas, mostrando comportamento coletivo e não individual. Eles não podem se separar ou se mover sem que todo o conjunto de partículas seja perturbado.

Isso não acontece, por exemplo, com gases, onde seus átomos ou moléculas, embora colidam entre si, têm interações mínimas e desprezíveis.

Treinamento

O estado do plasma é formado, principalmente, quando um gás é ionizado como resultado de sua exposição a temperaturas muito altas.

Vamos começar primeiro com um cubo de gelo. Isso é sólido. Se aquecido, o gelo derreterá em água líquida. Então, aquecendo a temperaturas mais altas, a água começará a ferver e escapar do líquido como vapor, que é um gás. Até agora, temos os três estados mais conhecidos da matéria.

Se o vapor de água é aquecido a uma temperatura muito mais alta, em condições favoráveis, chegará um momento em que suas ligações se romperão para formar átomos livres de oxigênio e hidrogênio. Em seguida, os átomos absorvem tanto calor que seus elétrons começam a disparar. Assim, cátions de oxigênio e hidrogênio foram formados.

Esses cátions acabam envoltos em uma nuvem de elétrons, agregados pela ação da comunidade e pelas atrações eletrostáticas. Diz-se que um plasma foi obtido da água.

Nesse caso, o plasma foi formado pela ação da energia térmica. No entanto, a radiação altamente energética (raios gama), bem como grandes diferenças nos potenciais elétricos, também podem induzir sua aparência.

Quasineutralidade

O plasma tem a característica de ser quase neutro (quase neutro). Isso ocorre porque o número de elétrons excitados e liberados dos átomos tende a ser igual às magnitudes das cargas positivas nos cátions. Por exemplo, considere um átomo de cálcio gasoso que perde um e dois elétrons para formar respectivamente os cátions Ca + e Ca 2+ :

Ca (g) + Energia → Ca + (g) + e

Ca + (g) + Energia → Ca 2+ (g) + e

Sendo o processo global:

Ca (g) + Energia → Ca 2+ (g) + 2e

Para todo Ca 2+ formado, haverá dois elétrons livres. Se houver dez Ca 2+ , serão vinte elétrons e assim por diante. O mesmo raciocínio se aplica a cátions com maiores magnitudes de carga (Ca 3+ , Ca 5+ , Ca 7+ , etc.). Os cátions e seus elétrons se tornam parte de um plasma no vácuo.

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Propriedades físicas

O plasma geralmente parece ser um gás líquido brilhante, quente e altamente eletricamente condutor que responde ou é suscetível a campos eletromagnéticos. Desta forma, os plasmas podem ser controlados ou bloqueados através da manipulação de um campo magnético.

Tipos de plasma

Parcialmente ionizado

Um plasma parcialmente ionizado é aquele em que os átomos não perderam todos os seus elétrons e pode até haver átomos neutros. No exemplo do cálcio, pode ser uma mistura de cátions Ca 2+ , átomos de Ca e elétrons. Este tipo de plasma também é conhecido como plasma frio.

Por outro lado, os plasmas podem estar contidos em recipientes ou meios isolantes que impedem a difusão de calor para o ambiente.

Totalmente ionizado

Um plasma totalmente ionizado é aquele em que seus átomos estão “nus”, pois perderam todos os seus elétrons. Portanto, seus cátions têm altas magnitudes de carga positiva.

No caso do cálcio, esse plasma seria composto por cátions Ca 20+ (núcleos de cálcio) e muitos elétrons de alta energia. Este tipo de plasma também é conhecido como plasma quente.

Exemplos de plasma

Lâmpadas de plasma e luzes de neon

Lâmpadas de plasma são artefatos que decoram qualquer quarto com luzes fantasmagóricas. No entanto, existem outros objetos onde podemos testemunhar o estado do plasma: nas famosas luzes de neon, cujo conteúdo de gás nobre é excitado pela passagem de uma corrente elétrica a baixas pressões.

Raio

Os raios das nuvens são uma manifestação repentina e momentânea do plasma da Terra.

Tempestades solares

Algumas “partículas de plasma” são formadas na ionosfera do nosso planeta pelo constante bombardeio da radiação solar. Nas erupções ou caudas do Sol, vemos enormes quantidades de plasma.

Aurora boreal

Nos pólos da Terra, outro fenômeno relacionado ao plasma é observado: as luzes do norte. Esse fogo de cores geladas nos lembra que as próprias chamas de nossos fogões de cozinha são outro exemplo rotineiro de plasma.

Dispositivos eletrônicos

O plasma também faz parte, em menor grau, de dispositivos eletrônicos, como televisores e monitores.

Soldagem e ficção científica

Também vemos exemplos de plasma em processos de soldagem, raios laser, explosões nucleares, em sabres de luz Star Wars; e de um modo geral, em qualquer arma que se assemelhe a um canhão de energia destrutiva.

Referências

  1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chemistry . (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
  2. Centro de Ciência e Fusão de Plasmas. (2020). O que é plasma? Recuperado de: psfc.mit.edu
  3. Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica. (2020). Plasma. Recuperado de: scied.ucar.edu
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 de fevereiro de 2020). Para que é utilizado o plasma e de que é feito? Recuperado de: thoughtco.com
  5. Wikipedia. (2020). Plasma (física). Recuperado de: en.wikipedia.org

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