A tűz (láng) tartalmazhat plazmát, még ha az részben ionizált plazma is, és az ütközések dominálnak benne:

“Az, hogy a lángban létezik-e plazma, az égő anyagtól és a hőmérséklettől függ”.

A Contemporary Physics Education Project készít egy posztert a plazmákról (lásd jobbra), amelyen a lángok (azaz a tűz) plazmaként vannak ábrázolva.

A Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion című könyvében Francis F. Chen megjegyzi:

Minden ionizált gáz természetesen nem nevezhető plazmának; minden gázban mindig van egy kis mértékű ionizáció. Egy hasznos definíció a következő: A plazma egy kvázineutrális gáz, töltött a semleges részecskékből, amelyek kollektív viselkedést mutatnak.

A továbbiakban három paramétert ír le, amelyeknek teljesülniük kell ahhoz, hogy egy plazmát azonosítani lehessen. Ezek a következők: (1) a plazma közelítése (2) ömlesztett kölcsönhatások (3) plazmafrekvencia. Könyvében Chen a továbbiakban a három paraméter alapján értékeli, hogy bizonyos jelenségek valóban plazmák-e, és arra a következtetésre jut, hogy egy tipikus láng valóban megfelel a plazma kritériumainak.

A gyakorlatban tehát a tűz egy erősen ütköző, részben ionizált plazma, amelyben az ütközések elfedhetik a kollektív viselkedés egy részét.

Lángplazmák

A láng mint plazma

Alfred von Engel írja:

“A lángnak azt a részét, amely az elektromos plazma jól ismert tulajdonságaival rendelkezik, “lángplazmának” nevezzük, és így nem minden lángtípus érdemli meg ezt a megkülönböztetést.”.

A Tufts Egyetem Fizika és Csillagászat Tanszékének csillagászprofesszora, Kenneth R. Lang írja:

“A gyertyaláng egy plazma, ahogyan az Univerzum összes csillaga is az”.

M. Ikeya írja:

“Egy Van de Graaff-generátor negatív töltésű gömbje pozitív ionokat vonz a gyertyaláng plazmájában. Bár a lángplazma általában felfelé mozog a felhevített konvekciós áramban, a gömb felé húzódik lefelé, mivel a nehéz pozitív ionok vonzódnak, és magukkal rántják a láng minden más komponensét, beleértve az alacsony sűrűségű negatív töltésű komponenseket is.” (Lásd a hivatkozást az illusztrációhoz)

A lángplazma típusai

Alfred von Engel megjegyzi:

“… a lángplazmáknak vannak speciális típusai, például a hűvös lángokban lévő plazmák, vagy az alacsonyabb nyomáson lévő lángok, amelyek különböznek attól, amit általában lángnak nevezünk. ” Egy másik típus az atomláng, amelyet elektromos kisülés hoz létre. Ez köztudottan akkor keletkezik, amikor egy izzó vagy ívkisülés áthalad egy gázon, melynek során a gázmolekulák disszociációja megy végbe. Ily módon atomos hidrogén, atomos oxigén és atomos nitrogén állítható elő. az atomos hidrogénlángot először hegesztésre használták. Az olvadás nem a rövid ívláng hatására következik be, hanem a hidrogénatomok molekulákká történő rekombinációja miatt a felületen, amely során körülbelül 100 kcal/mol vagy 4,5ev energia szabadul fel. “Egy másik típusú lángplazmát például ritka molekuláris gázoknál úgy állítanak elő, hogy nagy nagyfrekvenciájú gyűrűs kisülést alkalmaznak az áramló gázra. Ilyenkor nagyon forró (10 000-12 000 K) gerjesztett gázból láng keletkezik…”.

Lángplazmák az áramtermelésben

Alfred von Engel írja:

“A lángplazmák egyik jelenlegi érdekessége a műszaki problémákban a magneto-hidrodinamikai áramtermelés. A szénhidrogénlángokat egy olyan csatornán vezetik át, amelyen keresztül erős mágneses mezőt alkalmaznak. A mezőre és a gázáramlásra merőleges, de egymással nem feltétlenül ellentétes irányú elektródák képviselik egy olyan generátor pólusait, amely a Faraday-dinamó elvét használja ki, a rézhuzalokat itt egy gyorsan mozgó ionizált gáz helyettesíti (66)”.

Lábjegyzetek

See also

• A. Von Engel & J. R. Cozens, “Origin of Excessive Ionization in Flames”, Nature 202, 480 (1964. május 02.). “Régóta ismert, hogy a lángokban lejátszódó típusú égési reakciókat néha a lángggáz rendkívül nagyfokú ionizációja és gerjesztése kíséri (Hivatkozás: Gaydon, A. G. , and Wolfhard, H. G., Flames (Chapman and Hall, London, 1960).”).

• “Is fire a plasma?” a Physics Forum weboldalon.
• What’s In A Candle Flame? – Videó a YouTube-on