Focul (flacăra) poate conține plasmă, deși este o plasmă parțial ionizată și dominată de coliziuni:
„Existența unei plasme într-o flacără depinde de materialul care arde și de temperatură”.
The Contemporary Physics Education Project produce un poster despre plasme (vezi dreapta) în care flăcările (adică focul) sunt prezentate ca o plasmă.
În cartea sa, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Francis F. Chen notează:
Orice gaz ionizat nu poate fi numit plasmă, bineînțeles; există întotdeauna un mic grad de ionizare în orice gaz. O definiție utilă este următoarea: O plasmă este un gaz cvasi-neutru, format din particule încărcate sau neutre, care prezintă un comportament colectiv.
În continuare, el continuă să descrie trei parametri care trebuie să fie satisfăcuți pentru a identifica o plasmă. Aceștia includ (1) aproximația plasmei (2) interacțiunile de masă (3) frecvența plasmei. În cartea sa, Chen continuă să evalueze dacă anumite fenomene sunt într-adevăr plasmă, pe baza celor trei parametri, și ajunge la concluzia că o flacără tipică îndeplinește într-adevăr criteriile de a fi o plasmă.
În practică, așadar, focul este o plasmă puternic colizionară, parțial ionizată, în care coliziunile ar putea masca o parte din comportamentul colectiv.
Plasme de flacără
Flăcările ca plasmă
Alfred von Engel scrie:
„Partea unei flăcări care posedă proprietățile bine-cunoscute ale unei plasme electrice se numește „plasmă de flacără” și, astfel, nu orice tip de flacără merită această distincție”.
Profesor de astronomie în cadrul Departamentului de Fizică și Astronomie de la Universitatea Tufts, Kenneth R. Lang scrie:
„Flacăra unei lumânări este o plasmă, așa cum sunt toate stelele din Univers”.
M. Ikeya scrie:
„O sferă încărcată negativ a unui generator Van de Graaff atrage ioni pozitivi în plasma flăcării de lumânare. Deși plamsa flăcării se deplasează în mod normal în sus în curentul de convecție încălzit, ea este atrasă în jos, spre sferă, deoarece ionii pozitivi grei sunt atrași și trag cu ei în jos toate celelalte componente ale flăcării, inclusiv componentele de joasă densitate încărcate negativ.” (A se vedea referința pentru ilustrare)
Tipuri de plasmă de flacără
Alfred von Engel notează:
„… există tipuri speciale de plasme de flacără, cum ar fi plasmele din flăcările reci, sau flăcările la presiune mai mică, care diferă de ceea ce se numește în mod obișnuit flacără. „Un alt tip este flacăra atomică, care este produsă de o descărcare electrică. Se știe că aceasta apare atunci când o descărcare luminoasă sau o descărcare în arc electric trece printr-un gaz, prin care are loc disocierea moleculelor de gaz. În acest fel, se poate produce hidrogen atomic, oxigen atomic și azot atomic. torța cu hidrogen atomic a fost folosită pentru prima dată pentru sudură. Topirea nu are loc sub influența flăcării scurte a arcului electric, ci datorită recombinării atomilor de hidrogen în moleculele de la suprafață, eliberând o energie de aproximativ 100 kcal/mole sau 4,5ev. „Un alt tip de plasmă de flăcări este produs, de exemplu, în rare de gaze moleculare, prin aplicarea unei descărcări inelare mari de înaltă frecvență la gazul de curgere. Apare o flacără de gaz excitat foarte fierbinte (10.000 – 12.000K)…”
Plasmele de flacără în generarea de electricitate
Alfred von Engel scrie:
„Unul dintre interesele actuale ale plasmelor de flacără în probleme inginerești este generarea magneto-hidrodinamică de electricitate. Flăcările de hidrocarburi sunt trecute printr-o conductă de-a lungul căreia se aplică un câmp magnetic puternic. Electrozii perpendiculari pe câmp și pe fluxul de gaz, dar nu neapărat opuși unul față de celălalt, reprezintă polii unui generator care se folosește de principiul dinamovist al lui Faraday, firele de cupru fiind înlocuite aici cu un gaz ionizat care se mișcă rapid (66).”
Notele de subsol
- Plasma and Flames – The Burning Question (PDF) publicat în 2008 de Coalition for Plasma Science
- Contemporary Physics Education Project
- Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion (1984) Springer, 421 pagini, ISBN 0306413329 ACADEMIC BOOK
- Chen, Ibid. pagina 12.
- A. von Engel și J.R. Cozens, „Flame Plasma” în Advances in electronics and electron physics, de L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Pagini 99-144)
- Kenneth Lang la Universitatea Tufts
- Kenneth R. Lang, Sun, earth, and sky, Springer, 2006, ISBN 0387304568, ISBN 9780387304564, 284 pagini. (Pagina 25)
- M. Ikeya, „Earthquakes and animals: from folk legends to science”, World Scientific, 2004, ISBN 9812385916 ISBN 9789812385918, 295 pagini. Pagina 196
- A. von Engel și J.R. Cozens, „Flame Plasma” în Advances in electronics and electron physics, de L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Pagini 142-143)
- A. von Engel și J.R. Cozens, „Flame Plasma” în Advances in electronics and electron physics, de L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Pagini 143)
Vezi și
- A. Von Engel & J. R. Cozens, „Origin of Excessive Ionization in Flames”, Nature 202, 480 (02 mai 1964). „Se știe de multă vreme că reacțiile de combustie de tipul celor care au loc în flăcări sunt uneori însoțite de un grad extrem de ridicat de ionizare și excitare a gazului din flacără (Ref: Gaydon, A. G. , and Wolfhard, H. G., Flames (Chapman and Hall, London, 1960).”
- „Este focul o plasmă?” pe site-ul Physics Forum.
- Ce este în flacăra unei lumânări? – Video pe YouTube
.