Плазма

Испарение в жизни

И действительно: чего в этой жизни только не испаряется — мы встречаемся с этим каждый день. Давайте узнаем, зачем этот процесс вообще нужен, и как люди научились извлекать из него пользу.

Испарение в организме человека и животных

Выше мы разбирали вопрос, почему если облиться теплой водой, нам все равно станет холодно. По этому же принципу работает ощущение холода после того, как мы вспотели — в какой-то момент нам становится холодно.

Само потоотделение — важный процесс терморегуляции организма. Если мы достигаем высокой температуры (из-за внешних воздействий или же из-за болезни), то организм стремится себя охладить, чтобы не умереть из-за превращения белков в нашем организме в яичницу.

Пот выделяется через поры кожи, а затем испаряется — все это позволяет нашему организму быстро избавиться от лишней энергии, охладить тело и нормализовать температуру.

При высокой влажности холод и тепло воспринимаются более чувствительно. Это связано с потливостью человека при высокой температуре. Такой механизм помогает нам бороться с жарой и «скинуть» избыточное тепло, но при высокой влажности пот не может испариться.

При низкой влажности происходит нечто похожее. Как ни странно, в мороз мы тоже потеем (намного меньше, но все-таки это происходит). Если влажность на улице низкая, то пот испарится из-под куртки и нам будет комфортно. А при высокой влажности — он там задержится и будет проводить тепло наружу, забирая у нас драгоценные Джоули тепла. Поэтому зимой в Петербурге холоднее, чем в Москве.

У животных этот механизм работает схожим образом. Но, например, собакам испарения с кожи недостаточно, поэтому они часто открывают пасть, высовывают язык и дышат порой ну очень смешно

Именно гортань и язык собаки идеально подходят для испарения влаги и охлаждения тела животного.

Испарение у растений

Удивительно, но у растений механизм испарения тоже работает схожим образом. Растения очень любят воду, поэтому домашние растения мы поливаем, а в пустынях их просто нет.

Ту воду, которую цветы поглотили, они могут испарять, чтобы не перегреться под жарким солнцем. Да, вода нужна, чтобы растения питались, но в жаркие дни еще и для температурной саморегуляции. Поэтому не забывайте поливать цветы, а в очень жаркие дни делайте это еще интенсивнее.

Испарение в природе и окружающей среде

Процесс испарения напрямую связан с круговоротом воды в природе. Именно круговоротом воды в природе обеспечивается жизнь на Земле — так как влага разносится по всему миру, растения в дикой природе способны жить без наших попыток полить большую пальму из леечки.

Испарение воды с поверхности рек, озер, морей и океанов создает дождевые тучи, которые затем, проливаясь дождем, поливают растения и деревья. Многие дождь не любят, мол, он мокрый, мерзкий и затекает в ботинки, но он очень нужен засушливым регионам — Северной Африке или Центральной Индии, которые часто страдают от засухи.

Испарение в промышленности и быту

С бытом совсем все просто: мы сушим вещи, готовим еду, покупаем увлажнители воздуха или размазываем разлитую лужу по полу.

В случае с промышленностью для нас все не так очевидно. Промышленная техника, работающая на основе испарения, разрабатывается по схожей схеме: в ней всегда максимально увеличена площадь поверхности жидкости, чтобы испарение шло интенсивно.

Например, испаритель, изображенный на схеме, состоит из совокупности соединенных между собой испарителей. В основе его действия — пар, полученный в одной ступени, который используют в качестве источника тепла для следующей ступени. По мере того, как температура уменьшается от одной ступени к другой, вакуум увеличивается, так что температура кипения становится ниже и испарение поддерживается. Он предназначен для того, чтобы очистить воду от отходов.

Фазовые переходы: изменение агрегатных состояний вещества

При изменении внешних условий (например, если внутренняя энергия тела увеличивается или уменьшается в результате нагревания или охлаждения) могут происходить фазовые переходы — изменения агрегатных состояний вещества.

Фазовые переходы интересны тем, что все живое не Земле существует лишь благодаря тому, что вода умеет превращаться в лед или пар. С кристаллизацией, плавлением, парообразованием и конденсацией связаны многие процессы металлургии и микроэлектроники.

На схеме — названия всех фазовых переходов:

Переход из твердого состояния в жидкое — плавление;

Переход из жидкого состояния в твердое — кристаллизация;

Переход из газообразного состояния в жидкое — конденсация;

Переход из жидкого состояния в газообразное — парообразование;

Переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое — сублимация;

Переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое — десублимация.

График фазовых переходов

Если взять процесс превращения льда в воду, воды — в пар, и обратные действия, то мы получим очень информативный график.

Разбираемся по шагам. Сначала взяли лед, конечно, при отрицательной температуре, потому что при нуле лед начинает плавиться. Нагрели лед до температуры плавления (до 0 градусов).

AB — нагревание льда

После того, как лед нагрелся до температуры плавления, он начинает плавиться. Плавление происходит при постоянной температуре тем дольше длится, чем больше масса плавящегося вещества. Еще этот процесс зависит от свойств самого вещества, но об этом немного позже.

BC — плавление льда

Расправившись вещество уже в жидком состоянии снова начинает нагреваться, и температура увеличивается, пока не достигает температуры кипения. В данном случае нагревается вода — это значит, что ее температура кипения равна 100 градусам Цельсия.

CD — нагревание воды

При 100 градусах вода кипит, пока не выкипит целиком. В данном случае процесс аналогично плавлению происходит при постоянной температуре. Данный процесс нельзя путать с испарением, потому что парообразование происходит при конкретной температуре, а испарение — при любой.

DE — кипение (парообразование) воды

Далее полученный пар нагревается, но путем нагревания невозможно дойти до другого фазового перехода — можно пойти только обратно.

EF — нагревание пара

Первый шаг в обратную сторону — охлаждение до температуры кипения.

FG — охлаждение пара

Дойдя до температуры кипения (в данном случае 100 градусов), пар начинает переходить в жидкое состояние. Этот процесс также происходит при постоянной температуре.

GH — конденсация пара

Сконденсировавшись, вода охлаждается, пока не начнет замерзать.

HI — охлаждение воды

Кристаллизуется (замерзает) вода при той же температуре, что и плавится лед — 0 градусов. Кристаллизация также происходит при постоянной температуре.

IK — кристаллизация воды

После кристаллизации лед охлаждается.

KL — охлаждение льда

С нагреванием и охлаждением все совсем просто — мы либо передаем теплоту телу (веществу), и оно идет на увеличение температуры, либо тело отдает тепло и охлаждается.

В остальных процессах температура не меняется. Это связано с тем, что количество теплоты не всегда зависит от температуры. Формулы для всех процессов выглядят так:

Нагревание

Q = cm(tконечная-tначальная)

Охлаждение

Q = cm(tначальная-tконечная))

Q — количество теплоты

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса

tконечная — конечная температура

tначальная — начальная температура

Плавление

Q = λm

Кристаллизация

Q = — λm

Q — количество теплоты

λ — удельная теплота плавления вещества [Дж/кг]

m — масса

Парообразование

Q = Lm

Конденсация

Q = — Lm

Q — количество теплоты

L — удельная теплота парообразования вещества [Дж/кг]

m — масса

Плазма во Вселенной и вокруг Земли

В состоянии плазмы находится подавляющая (около 99%) часть вещества Вселенной — звезды, звездные атмосферы, галактические туманности и межзвездная среда. Плотность межзвездной среды очень мала, в среднем менее одного атома на 1 см3. Ионизация атомов межзвездной среды производится излучением звезд и космическими лучами — потоками быстрых частиц, пронизывающими пространство Вселенной по всем направлениям. В отличие от горячей плазмы звезд температура межзвездной плазмы очень мала.

Около Земли плазма существует в космосе в виде солнечного ветра, заполняет магнитосферу Земли, образуя радиационные пояса Земли и ионосферу. Процессами в околоземной плазме обусловлены магнитные бури и полярные сияния.

Газоразрядная плазма образуется при всех видах электрического разряда в газах: дуговом, искровом, тлеющем разряде и пр.

Многими характерными для плазмы свойствами обладают свободные электроны в металлах (плазма твердых тел). В отличие от обычной плазмы, в плазме твердых тел положительные ионы не могут перемещаться по всему телу. Вторая отличительная особенность плазмы твердых тел — возможность ее существования при сверхнизких для «газовой» плазмы температурах — комнатной и ниже, вплоть до абсолютного нуля температуры.

Применение плазмы:

В природе противодействующая солнечному ветру магнитосферная плазма Земли защищает земной шар от разрушительного влияния космоса. Субстанция ионосферы образует полярные сияния, молнии и коронные разряды.

Открытие четвертого состояния вещества способствовало и развитию многих народнохозяйственных отраслей. Свойства ионосферы отражать радиоволны помогли наладить дальнюю связь, передавать данные на большие расстояния.

Лабораторные газовые разряды позволили создать газоразрядные источники света (люминесцентные и другие лампы), усовершенствованные телевизионные панели и мультимедийные экраны.

Контролируемой магнитным полем плазменной струей стали обрабатывать, резать и сваривать материалы.

Явление плазменного разряда помогло построить многочисленные коммутирующие устройства, плазмотроны и даже специфические космические двигатели. Появилось плазменное напыление и новые возможности выполнения хирургических операций.

Также ученые создали тороидальную камеру с опоясывающими электрическими магнитами, способную удерживать субстанцию. В ней происходит контролируемый термоядерный синтез. Для этого электрическим магнитным полем удерживается ионизированный газ, находящийся под высокой температурой (дейтерий-тритиевая плазма). Такая технология может использоваться при построении современных электростанций, более экологичных и безопасных в сравнении с атомными аналогами.

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
12 044

2.2. Температура

   При чтении научно-популярной литературы читатель зачастую видит значения температуры плазмы порядка десятков, сотен тысяч или даже миллионов °С или К. Для описания плазмы в физике удобно измерять температуру не в °С, а в единицах измерения характерной энергии движения частиц, например, в электрон-вольтах (эВ). Для перевода температуры в эВ можно воспользоваться следующим соотношением: 1 эВ = 11600 K (Кельвин). Таким образом становится понятно, что температура в «десятки тысяч °С» достаточно легко достижима.

   В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч K.

   В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч K).

   Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы K.

Лечебный плазмаферез: показания и противопоказания

Уверенность в том, что каждому человеку непременно нужно очистить любыми способами кровь и сосуды, сформирована рекламой и лжедокторами. Внушение отправляло людей чистить кровь, не думая о возможных последствиях. В результате, возникали серьезные проблемы со здоровьем. Нужно помнить, что здоровый организм сам настраивает очистительную и выделительную систему. Помогать ему следует после консультации врача в случаях снижения иммунитета, заболеваний, интоксикаций. Показаниями для очистки через мембранный фильтр крови являются заболевания:

  • дерматологические;
  • эндокринологические;
  • гинекологические;
  • наркологические;
  • ревматологические и другие.

При отсутствии эффективных результатов в лечении, пропускание крови через своеобразный фильтр позволяет вместе с плазмой удалить токсины, снижая нагрузку на другие выделительные органы. Повышается текучесть крови, улучшается состояние иммунной системы. Организм омолаживается. Отзывы пациентов после применения процедуры плазмафереза подтверждают, что при алкогольных и иных интоксикациях резко увеличивается скорость восстановления организма.

Противопоказания связаны с наличием хронических и острых заболеваний:

  • анемия;
  • тяжелые заболевания печени;
  • онкология;
  • обострение язвенной болезни;
  • острые заболевания сердечно-сосудистой системы;
  • кровотечения.

Подготовка начинается с консультации врача и обследования. Игнорирование противопоказаний опасно для жизни.

Как происходит процедура очищения крови

Современные и безопасные методики позволяют безболезненно и без нахождения в стационаре провести очистку плазмы крови, цена процедуры будет зависеть от выбранной методики. Современный способ — ее фильтрация через одноразовый фильтр-мембрану.

Врач-трансфузиолог с помощью современного аппарата берет кровь из вены по 10 мл. После фильтрования она поступает в организм очищенной. Вместо отобранной плазмы вводится физиологический раствор. Все происходит меньше часа, человеку удобно, не больно.

Очистка плазмы крови — рекомендуется за 3-4 подхода в течение нескольких дней. Особой подготовки не требуется, состояние пациентов постоянно находится под контролем специалистов.

Плазма в природе

Состояние плазмы – наиболее распространенная форма вещества, на которую приходиться около 99% массы всей Вселенной. Вещество любой звезды – это сгусток высокотемпературной плазмы. Помимо звезд, существует и межзвездная низкотемпературная плазма, которая заполняет космическое пространство.

Ярчайшим примером является ионосфера Земли, которая представляет собой смесь нейтральных газов (кислорода и азота), а также сильно ионизированного газа. Ионосфера образуется как следствие облучения газа солнечным излучением. Взаимодействие же космического излучения с ионосферой приводит к полярному сиянию.

На Земле плазму можно наблюдать в момент удара молнии. Электрический искровой заряд, протекающий в атмосфере, сильно ионизирует газ на своем пути, образуя тем самым плазму. Следует отметить, что «полноценная» плазма, как набор отдельных заряженных частиц, образуется при температурах более 8 000 градусов Цельсия. По этой причине утверждение, что огонь (температура которого не превышает 4 000 градусов) – это плазма – лишь популярное заблуждение.

Министерство
образования и науки Российской Федерации

Федеральное
агентство по образованию

Тихоокеанский
государственный экономический университет

Кафедра
физики

Тема:
Плазма — четвертое состояние вещества

Выполнила:

Патук
С.В.

Владивосток

Введение 3

1.Что
такое плазма? 4

1.1.
Наиболее типичные формы плазмы 5

2.
Свойства и параметры плазмы 6

2.1.
Классификация 6

2.2.
Температура 6

2.3.
Степень ионизации 7

2.4.
Плотность 8

2.5.
Квазинейтральность 8

3
Математическое описание 9

3.1.
Флюидная (жидкостная) модель 9

3.2.
Кинетическое описание 9

3.3.
Particle-In-Cell (частица в ячейке) 9

4.
Использование плазмы 10

Заключение 11

Список
литературы 12

Как работает аппарат «Гелиос»

Рис. 3. Аппарат «Гелиос».

Аппарат использует активные частицы холодной плазмы для уничтожения патогенных бактерий, не затрагивая здоровую ткань.

Лечебный эффект заключен не в плазме как таковой, а в смеси, представляющей собой свободные радикалы кислорода и азота, электроны и другие заряженные частицы, возбужденные атомы и молекулы, электрическое поле, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

Именно этот коктейль повышает проницаемость клеточных мембран, увеличивая эффективность любой лекарственной терапии. Кроме того, при оптимальном режиме плазма способна избирательно воздействовать на пораженные участки кожи, уничтожая патогенные организмы.

Косметологические Процедуры с участием плазмы

Процедуры с применением высокоэнергетической плазмы:

  • удаление избыточных объемов кожи (особенно популярная сегодня процедура – блефаропластика верхнего и нижнего века: с помощью плазменной сублимации «иссекается» лишняя площадь кожи, формирующая нависание века и закладывание морщин ввиду избыточности кожной ткани в этой зоне; плазмолифтинг проводится не только в процедурах блефаропластики, но и для устранения лишнего объема кожи на других областях лица и тела, требующих «подтяжки», однако свой максимальный эффект дает именно на коже вокруг глаз);
  • коагуляция сосудистых образований;
  • коррекция гиперпигментации;
  • удаление шрамов, рубцов, стрий;
  • удаление бородавок и других доброкачественных образований;
  • лечение активной формы акне и коррекция постакне;
  • удаление татуировок, перманентного макияжа.

Процедуры с применением низкоэнергетической плазмы:

  • дезинфекция кожи и обработка ран;
  • ускорение регенерации тканей;
  • повышение тургора кожи и улучшение общих свойств;
  • усиление проницаемости кожи для активных компонентов; лекарственных и косметических средств.

Применение

Наибольшее применение плазма нашла в светотехнике: в газоразрядных лампах, экранах и различных газоразрядных приборах, вроде стабилизатора напряжения или генератора сверхвысокочастотного (микроволнового) излучения. Возвращаясь к освещению – все газоразрядные лампы основаны на протекании тока через газ, что вызывает ионизацию последнего. Популярный в технике плазменный экран представляет собой набор газоразрядных камер, заполненных сильно ионизированным газом. Электрический разряд, возникающий в этом газе порождает ультрафиолетовое излучение, которое поглощается люминифором и далее вызывает его свечение в видимом диапазоне.

Вторая область применения плазмы – космонавтика, а конкретнее – плазменные двигатели. Такие двигатели работают на основе газа, обычно ксенона, который сильно ионизируется в газоразрядной камере. В результате этого процесса тяжелые ионы ксенона, которые к тому же ускоряются магнитным полем, образуют мощный поток, создающий тягу двигателя.

Наибольшее же надежды возлагаются на плазму – как на «топливо» для термоядерного реактора. Желая повторить процессы синтеза атомных ядер, протекающие на Солнце, ученые работают над получением энергии синтеза из плазмы. Внутри такого реактора сильно разогретое вещество (дейтерий, тритий или даже ) находится в состоянии плазмы, и в силу своих электромагнитных свойств, удерживается за счет магнитного поля. Формирование более тяжелых элементов из исходной плазмы происходит с выделением энергии.

Также плазменные ускорители используются в экспериментах по физике высоких энергий.

Конкретные плазмы и приложения

  • кварк-глюонная плазма , состояние материи, в котором кварки и глюоны больше не заключены в частицы, а свободны;
  • астрофизическая плазма , материал, который представляет собой большую часть пространства за пределами галактик, звезд и планет;
  • термоядерная плазма , эти типы плазмы создаются лазерами путем инерционного удержания;
  • плазменная стелс , использование плазмы (состояния материи) в поисках стелса;
  • плазменная лампа , использующая яркость плазмы;
  • плазменный экран, плоский экран, свет которого создается люминофором, возбуждаемым электрическим импульсом плазмы;
  • плазмотрон, метод генерации плазмы, применяемый в различных приложениях (в химии, переработке отходов  и т. д. );
  • лазерно-плазменное ускорение , способ получения электронных пучков.

Что такое плазма?

Плазма – это газ, состоящий из нейтральных молекул и заряженных частиц. Плазма образуется в электрическом разряде (дуговом, искровом, тлеющем и других), к ее образованию также приводят процессы горения и взрыва.

Обычно выделяют три основных агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Плазму (несмотря на то что это газ) иногда называют четвертым агрегатным состоянием, так как ее отличительной особенностью является ионизированность (наличие заряженных частиц). Так, любой стабильный газ представляет собой совокупность нейтрально заряженных атомов, очень слабо взаимодействующих между собой. Плазма отличается от обычного газа тем, что от оболочки ее атомов отделен минимум один электрон.

Второй важной характеристикой плазмы называют ее квазинейтральность: это означает, что в определенном объеме плазмы количество отрицательно заряженных частиц и количество положительно заряженных частиц будет одинаковым (и общий заряд плазмы равняется нулю). Что же приводит газ в состояние плазмы? Она образуется под воздействием на газ большого количества энергии

Есть два способа получить плазму: путем воздействия высокими температурами, то есть нагревания, или посредством создания электромагнитного поля

Что же приводит газ в состояние плазмы? Она образуется под воздействием на газ большого количества энергии. Есть два способа получить плазму: путем воздействия высокими температурами, то есть нагревания, или посредством создания электромагнитного поля.

Плазма бывает высокотемпературной и низкотемпературной. Высокотемпературная плазма (свыше 1 000 000 К) – высокая степень ионизации (практически полностью ионизированный газ). Солнце, разряд молнии, северное сияние – вот примеры плазмы в природе. Это ее классический вариант. Низкотемпературная плазма (ниже 1 000 000 К) – малая степень ионизации (до 1%), ее получают методом воздействия на газ электрического тока: он ускоряет движение электронов, которые в свою очередь отрываются от атомов, обеспечивая газу электрическую проводимость.

Низкотемпературную плазму применяют в газоразрядных источниках света и газовых лазерах, для очистки газов (воздушные фильтры), стерилизации инструментов, в плазмохимии (для создания полимеров, переработки углеродсодержащих веществ), медицине («плазменный нож») и косметологии.

Хотя в этих областях вся используемая плазма по умолчанию подразумевает работу с малыми показателями энергии, косметологическую плазму тоже иногда, в свою очередь, условно делят на высокоэнергетическую и низкоэнергетическую.

Высокоэнергетическая плазма в косметологических аппаратах имеет выходную энергию 4–5 джоулей и работает за счет эффекта сублимации (по контрасту с лазерной абляцией): с участием электрода или с помощью специальной насадки плазма проникает в кожу на определенную глубину и образует кратер с окружающей его зоной карбонизации (без дальнейших слоев термического повреждения). Такой метод применяют для устранения лишнего объема ткани, коррекции морщин, удаления рубцов, стрий, новообразований.

У низкоэнергетической плазмы, используемой в косметологических аппаратах, рабочая энергия составляет примерно 1 джоуль, поэтому такая плазма оказывает на кожу более мягкое воздействие: с ее помощью проводят противовоспалительные и антибактериальные процедуры, активируют трансдермальную доставку полезных веществ в кожу (за счет повышения проницаемости ее рогового слоя), стимулируют выработку коллагена и эластина и др.

Эффект от применения плазмы будет зависеть от нескольких факторов: типа плазмы, ее дозы, скорости потока, давления, времени воздействия. Также важную роль играют характеристики ткани, на которую производится воздействие.

Математическое описание

Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Совместное описание проводящей жидкости и электромагнитных полей даётся в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.

Флюидная (жидкостная) модель

Во флюидной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.

Кинетическое описание

Иногда жидкостная модель оказывается недостаточной для описания плазмы. Более подробное описание даёт кинетическая модель, в которой плазма описывается в терминах функции распределения электронов по координатам и импульсам. В основе модели лежит уравнение Больцмана . Уравнение Больцмана неприменимо для описания плазмы заряженных частиц с кулоновским взаимодействием вследствие дальнодействующего характера кулоновских сил. Поэтому для описания плазмы с кулоновским взаимодействием используется уравнение Власова с самосогласованным электромагнитным полем, созданным заряженными частицами плазмы. Кинетическое описание необходимо применять в случае отсутствия термодинамического равновесия либо в случае присутствия сильных неоднородностей плазмы.

Particle-In-Cell (частица в ячейке)

Модели Particle-In-Cell являются более подробными, чем кинетические. Они включают в себя кинетическую информацию путём слежения за траекториями большого числа отдельных частиц. Плотности электрического заряда и тока определяются путём суммирования числа частиц в ячейках, которые малы по сравнению с рассматриваемой задачей, но, тем не менее, содержат большое число частиц. Электрическое и магнитное поля находятся из плотностей зарядов и токов на границах ячеек.

Свойства и параметры плазмы

В отличие от газа вещество в состоянии плазмы обладает очень высокой электрической проводимостью. И хотя суммарный электрический заряд плазмы обычно равен нулю, она значительно подвержена влиянию магнитного поля, которое способно вызывать течение струй такого вещества и разделять его на слои, как это наблюдается на Солнце.

Спикулы — потоки солнечной плазмы

Другое свойство, которое отличает плазму от газа – коллективное взаимодействие. Если частицы газа обычно сталкиваются по двое, изредка лишь наблюдается столкновение трех частиц, то частицы плазмы, в силу наличия электромагнитных зарядов, взаимодействуют одновременно с несколькими частицами.

В зависимости от своих параметров плазму разделяют по следующим классам:

  • По температуре: низкотемпературная – менее миллиона кельвин, и высокотемпературная – миллион кельвин и более. Одна из причин существования подобного разделения заключается в том, что лишь высокотемпературная плазма способна участвовать в термоядерном синтезе.
  • Равновесная и неравновесная. Вещество в состоянии плазмы, температура электронов которого значительно превышает температуру ионов, называется неравновесной. В случае же когда температура электронов и ионов одинаковая говорят о равновесной плазме.
  • По степени ионизации: высокоионизационная и плазма с низкой степенью ионизации. Дело в том, что даже ионизированный газ, 1% частиц которого ионизированы, проявляет некоторые свойства плазмы. Однако, обычно плазмой называют полностью ионизированный газ (100%). Примером вещества в таком состоянии является солнечное вещество. Степень ионизации напрямую зависит от температуры.

2.5. Квазинейтральность

   Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства. В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя

Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности — плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов (). В силу хорошей электрической проводимости плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших дебаевской длины и временах больших периода плазменных колебаний.

Примером неквазинейтральной плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счёт кулоновского отталкивания.

3 Математическое описание

   Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей.