Добрый день, уважаемые читатели! Сегодня мы рассмотрим такое интересное явление, как “холодная плазма”. Почему она холодная и почему плазма и чем это все так примечательно и интересно, давайте разбираться!
Ну с плазмой все понятно - если мы возьмем любое вещество (давайте для наглядности возьмем кусочек льда) и начнем его нагревать, то через некоторое время он расплавится, затем образовавшаяся вода начнет кипеть и перейдет в газовую фазу, тут все просто - мы все с вами наблюдали вольно или не вольно последовательность этих явлений.
Но вот что будет при дальнейшем нагреве паров воды? Все просто, она начнет разлагаться на составляющие ее элементы - гидроксил радикалы, кислород, водород и прочие осколки “основы всего живого на земле”. В зависимости от температуры соотношение продуктов диссоциации будет меняться, они будут разлагаться все дальше и дальше. Сам процесс термического разложения воды начинается примерно после 2000К и уже к 3600К концентрация гидроксил радикалов будет превышать концентрацию молекул воды. А после 4500К в образовавшейся смеси воды вообще не будет. Для сравнения можно указать,что температура плавления вольфрама около 3700К.
То, что получится в результате такого нагрева воды принято называть плазмой - она проводит электрический ток, обладает различными физическими свойствами как плотность, температура, и т.д.
Такую плазму принято называть равновесной: в ней все отдельные составляющие имеют одинаковую температуру (хотя на первый взгляд не совсем понятно, как к этой каше непонятно чего, которое раньше было кусочком льда применить слово температура, которая по-идее интуитивно отражает степень нагрева вещества, но тут и вещества как такового нет, да и термометр туда не поместить!
Да и для чего такую плазму использовать и как тоже непонятно, при этих температурах не только вольфрам, но и графит становится жидкостью.
А можно сделать так, чтобы плазма была, а температура была бы невысокой? Оказывается можно! Это так называемая неравновесная плазма, или “холодная плазма”.
Слово “холодная” или по другому “неравновесная” говорят о том,что признаки плазмы есть, т.е. в пространстве плазмы присутствуют электроны, гидроксил радикалы и все то, что есть в настоящей - равновесной плазме, а вот температуры нет. Достигается это просто - с использованием ионизации паров той же самой рассматриваемой нами воды. И лучше всего проводить такую ионизацию при помощи так называемого барьерного коронного разряда. Если не вдаваться в подробности, то это такая молния, которая разряжается в электрод, который закрыт диэлектриком, в результате мы получаем довольно большой по-объему разряд, способный ионизировать все те вещества, которые попали в область этого разряда. Правильнее конечно сказать, что это как раз разряд попал в эту область, где произошла ионизация, ведь именно благодаря ионизации он там и возник, а не наоборот.
В результате коронного барьерного разряда мы получаем ионизированные молекулы и атомы как в рассмотренной в самом начале нашего повествования термической диссоциации молекул воды, но при этом реальная температура будет примерно комнатная, т.е. вольфрам и графит от таких температур плавиться не будут точно. С этим уже можно работать, такую плазму легко получить, исследовать ее свойства и придумать как использовать в народном хозяйстве. А ее использование открывает огромные возможности в области обеззараживания, разложения органических соединений и так далее.
К примеру, если раньше для обеззараживания воды применяли хлор, а для этого необходимо было его как то отдельно получать, хранить, то потом перешли на использование озона. Его легко получить прямо из воздуха и тут же использовать для обеззараживания воды. Или вообще не синтезировать озон, а обрабатывая поверхность воды барьерным разрядом получить сразу готовые гидроксил радикалы, которые сами сделают все что необходимо: убьют все болезнетворные бактерии и вирусы или разложит до углекислого газа и воды все органические соединения, находящиеся в воде.
И заметим, что это будет происходить без использования дополнительных химических реагентов. Тоже самое происходит и с воздухом - мы пропускаем поток воздуха, который необходимо очистить через коронный барьерный разряд, в результате образуется озон, возникает диссоциация содержащихся в воздухе органических соединений и их последующее окисление до безвредных: углекислого газа и воды.
На этом принципе выпускается наше оборудование предназначенное для очистки воздуха от бактерий, вирусов и неприятных запахов