Plasma

Estado da Matéria: Plasma

Conceito do Plasma

Os estados físicos da matéria são características macroscópicas associadas a uma propriedade microscópica da substância que é o grau de agitação de suas partículas, a temperatura.

No estado sólido as partículas são muito bem organizadas e possuem um pequeno grau de agitação. De acordo com o aumento da temperatura as partículas ganham mais liberdade e atingem o estado líquido e em seguida o gasoso. Porém se continuarmos adicionando energia na forma de calor na substância, seus elétrons se desprendem dos átomos e se chocam uns com os outros e com os íons formados atingindo o que é considerado o quarto estado físico da matéria, o plasma. Devido a grande energia liberada nesse processo o plasma é utilizado na iluminação e no corte de chapas metálicas.

Explicação sobre os Plasmas Naturais

Estima-se que 99% da matéria existente no universo estejam na forma de plasma. Na Terra, acontecem dois fenômenos naturais bem conhecidos envolvendo plasma: os raios e a aurora boreal. Os raios são fenômenos causados devido a grandes descargas elétricas onde há a circulação de uma corrente (dezenas e centenas de kA) que ioniza o ar, formando o plasma. As auroras boreais, por sua vez, são a luminescência de átomos e moléculas da atmosfera que são bombardeadas por partículas carregadas expelidas pelo Sol e defletidas pelo campo geomagnético.

Características de Tubo de Raios Catódicos

O tubo de raios catódicos é composto por uma ampola de vidro que possui um gás em baixa pressão no seu interior e dois eletrodos nas suas extremidades. Quando é aplicada uma diferença de potencial entre seus eletrodos surge um feixe luminoso no seu interior. Esse feixe sofre um pequeno desvio quando um ímã é aproximado do tubo, então pode-se concluir que se trata de um deslocamento de cargas elétricas entre os eletrodos.

Exemplos de Lâmpadas de Plasma

O elemento principal de uma lâmpada fluorescente é o tubo selado de vidro. Este tubo contém uma pequena porção de mercúrio e um gás inerte, tipicamente o argônio, mantidos sob pressão muito baixa. O tubo também contém um revestimento de pó de fósforo na parte interna do vidro e dois eletrodos, um em cada extremidade, conectados a um circuito elétrico. Quando você acende a lâmpada, a corrente flui pelo circuito elétrico até os eletrodos. Existe uma voltagem considerável através dos eletrodos, então os elétrons migram através do gás de uma extremidade para a outra caracterizando um estado de plasma. A energia desse movimento de elétrons modifica parte do mercúrio dentro do tubo de líquido para gás. Como os elétrons e os átomos carregados se movem dentro do tubo, alguns deles irão colidir com os átomos dos gases de mercúrio. Estas colisões excitam os átomos, jogando-os para níveis de energia mais altos. Quando os elétrons retornam para seus níveis de energia originais, eles liberam fótons de luz.

Experiência prática

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Questões

• • 1. O que é o plasma?
  • 2. Como a lâmpada fluorescente utiliza o plasma para emitir luz?