Fyr (flammer) kan indeholde plasma, om end det er et delvist ioniseret plasma, og domineret af kollisioner:

“Om der findes et plasma i en flamme afhænger af det materiale, der brændes, og temperaturen”.

The Contemporary Physics Education Project producerer en plakat om plasmaer (se til højre), hvor flammer (dvs. ild) er vist som et plasma.

I sin bog, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, bemærker Francis F. Chen:

Enhver ioniseret gas kan naturligvis ikke kaldes et plasma; der er altid en lille grad af ionisering i enhver gas. En nyttig definition er som følger: Et plasma er en kvasineutral gas, af ladede og neutrale partikler, som udviser kollektiv adfærd.

Han fortsætter med at beskrive tre parametre, der skal være opfyldt for at identificere et plasma. Disse omfatter (1) plasma-approximationen (2) Bulk-interaktioner (3) Plasmafrekvens. I sin bog fortsætter Chen med at vurdere, om visse fænomener rent faktisk er plasmaer, baseret på de tre parametre, og han konkluderer, at en typisk flamme rent faktisk opfylder kriterierne for at være et plasma.

I praksis er ild altså et meget kollisionspræget, delvist ioniseret plasma, hvor kollisionerne kan maskere noget af den kollektive adfærd.

Flammeplasmaer

Flammer som plasma

Alfred von Engel skriver:

“Den del af en flamme, der besidder de velkendte egenskaber ved et elektrisk plasma, kaldes “flammeplasma”, og det er således ikke alle typer af flammer, der fortjener denne betegnelse.”

Professor i astronomi på fysik- og astronomiafdelingen på Tufts University, Kenneth R. Lang skriver:

“En stearinlysflamme er et plasma, ligesom alle stjerner i universet”.

M. Ikeya skriver:

“En negativt ladet kugle i en Van de Graaff-generator tiltrækker positive ioner i plasmaet i stearinlysflammen. Selv om flammeplamsa normalt bevæger sig opad i den opvarmede konvektionsstrøm, trækkes den ned mod kuglen, da de tunge positive ioner tiltrækkes og trækker alle andre komponenter i flammen ned med sig, herunder negativt ladede komponenter med lav densitet.” (Se reference for illustration)

Typer af flammeplasma

Alfred von Engel bemærker:

“… der findes specielle typer af flammeplasmaer, såsom plasmaer i kolde flammer eller flammer ved lavere tryk, som adskiller sig fra det, der almindeligvis kaldes en flamme. “En anden typer er den atomare flamme, som produceres af en elektrisk udladning. Det er kendt, at den opstår, når en gløde- eller lysbueudladning passerer gennem en gas, hvorved der sker en dissociation af gasmolekylerne. På denne måde kan der produceres atomar brint, atomar ilt og atomar kvælstof. den atomare brintbrænder blev først brugt til svejsning. Smelten sker ikke under indflydelse af den korte lysbueflamme, men på grund af rekombinationen af hydrogenatomerne til molekyler på overfladen, hvorved der frigives en energi på ca. 100 kcal/mol eller 4,5 eV. “En anden type flammeplasma produceres f.eks. i sjældne molekylære gasser ved at anvende store højfrekvente ringudladninger på den strømmende gas. Der opstår en flamme af meget varm (10.000 til 12.000 K) exciteret gas …”

Flammeplasmaer i elproduktion

Alfred von Engel skriver:

“En af de aktuelle interesser for flammeplasmaer i tekniske problemer er den magneto-hydrodynamiske produktion af elektricitet. Kulbrinteflammer ledes gennem en kanal, over hvilken der påføres et stærkt magnetfelt. Elektroder vinkelret på feltet og gasstrømmen, men ikke nødvendigvis modsat hinanden, repræsenterer polerne i en generator, der gør brug af princippet i Faradays dynamo, idet kobbertrådene her er erstattet af en hurtigt bevægende ioniseret gas (66).”

Fodnoter

Se også

• A. Von Engel & J. R. Cozens, “Origin of Excessive Ionization in Flames”, Nature 202, 480 (02. maj 1964). “Det har længe været kendt, at forbrændingsreaktioner af den type, der forekommer i flammer, undertiden er ledsaget af en ekstremt høj grad af ionisering og excitering af flammegassen (Ref: Gaydon, A. G. , og Wolfhard, H. G., Flames (Chapman and Hall, London, 1960).”

• “Er ild et plasma?” på websitet Physics Forum.
• Hvad er der i en stearinlysflamme? – Video på YouTube