プラズマ・ガス

物質はさまざまな状態で存在する。私たちは、固体、液体、気体という3つの主要な状態を認識しています。これらの主要な形態のほかに、さまざまな状態が存在する可能性があり、物質はすべての主要な状態の特徴を示すわけではありません。そのひとつがプラズマである。

ガス

気体とは、物質が存在する状態の一つである。固体や液体とは相反する性質を持っているのです。気体は秩序を持たず、任意の空間を占有する。溶液や固体とは対照的に、気体の混合物では個々の気体粒子が分離され、それらは大きな距離で隔てられている。そのため、強い分子間力を持っていない。その挙動は、温度や圧力などの変数に大きく影響される。高い圧力をかけると気体は体積を減らし、圧力を抜くと膨張して所定の総面積を満たす。大気はさまざまな種類と量の気体で構成されています。気体には2原子（窒素、酸素）と1原子（アルゴン、ヘリウム）があります。気体には1つの元素でできているもの（酸素）と、2つ以上の元素が組み合わさってできているもの（二酸化炭素、窒素酸化物）があります。ガスは無色または有色であることがあります。通常、着色された気体が大きな体積で分布している場合、肉眼では無色であることがわからない。ガスには特有のにおいを持つものがあります（硫化水素）。多くの場合、特徴的な物性を持たないガスは、同定が困難である。ロバート・ボイル、ジャック・シャルル、ジョン・ダルトン、ジョセフ・ガイ・リュサック、アメデオ・アヴォガドロといった科学者たちは、気体のさまざまな物理的性質とその挙動を研究していたのだ。私たちは、彼らが提唱した理想気体や実在の気体の法則を知っています。理想気体とは、私たちが研究に用いる理論的な概念である。ガスが理想的であるためには、次のような性質を持っていることが必要である。これらのうち1つでも欠けていれば、その気体は理想気体ではありません。

-気体の分子間に働く分子間力は無視できる。

-気体の分子は点粒子として扱われるため、分子が占める空間に対して体積は微々たるものです。

理想気体は、圧力、体積、温度の3つの変数を持っています。理想気体を定義する式は次のとおりです。

NkT = 正味現在価値

気体の場合、上記の2つの仮定のどちらか、あるいは両方が無効であるとき、その気体は実気体と呼ばれる。私たちは、自然環境の中で本物のガスに実際に出会います。現実の気体は、非常に高い圧力と非常に低い温度で理想的な状態とは異なる。

プラズマ

気体に近い物質で、ほとんど見分けがつかない状態です。気体と同様、プラズマは正確な形や体積を持たない。与えられた空間を埋め尽くす。違いは、気体の状態でありながら、粒子の一部がプラズマの中で電離していることです。その結果、プラズマには正負に帯電したイオンなどの荷電粒子が含まれる。このイオン化は、さまざまな方法で行うことができる。その方法のひとつが加熱である。また、マイクロ波やレーザーなどの電磁波によってプラズマを発生させることもできる。これらの放射線は結合を解離させるため、荷電粒子を発生させる。プラズマは荷電粒子が多いため、電気を通すことができる。このような特殊な性質から、プラズマは固体、液体、気体とは異なる物質の状態と考えられている。