Química General, 2000 - Victor Manuel Ramírez

UNIDAD 1 La energía, la materia y el cambio
Cuarto estado físico de la materia
Los fenómenos físicos que acompañan a las descargas
eléctricas han sido investigados por más de 300 años.
Fueron notables los atrevidos experimentos realizados
por Benjamín , en 1751. Él introducía alambres
en las nubes de tormenta para inducir la formación
de chispas a partir de la electricidad atmosférica.
El conocimiento de algunas propiedades poco comunes
de los gases, particularmente de sus propiedades
eléctricas, llevó a Crookes, en 1879, a sugerir que se
podría considerar un cuarto estado de la materia.
El estudio de las descargas eléctricas en los gases y la
observación de los astros motivaron investigaciones
posteriores con gases altamente ionizados.
El químico Irving Langmuir introdujo el término “plasma”
en 1930, que proviene de la palabra griega plasma,
El Sol, motor de la vida en el planeta, es considerado como un plasma.
misma que significa “moldeable”. Para designar a los gases ionizados existentes en
el universo y observar sus extraordinarias propiedades, los denominó plasmas; el
cuarto estado de la materia.
Cuando un gas se calienta a temperaturas cercanas a los 1 000 grados centígrados, la
energía cinética de las moléculas aumenta lo suficiente para que, al vibrar y chocar,
estas últimas se rompan en átomos. A temperaturas más altas, los electrones
se ionizan de los átomos, convirtiendo la sustancia en una mezcla
de electrones e iones positivos: un plasma altamente ionizado.
El movimiento del plasma puede sufrir la influencia de los campos magnéticos.
En principio es posible “atrapar” al plasma con campos magnéticos,
alejándolo de las paredes sólidas, pues de otra manera éstas se
evaporarán por el intenso calor del plasma. Los campos magnéticos en
forma de anillo son los más adecuados para confinar los plasmas.
Con base en estos conceptos, se han desarrollado diversos sistemas, el
más prometedor es el dispositivo TOKAMAK, que proviene de las palabras
rusas con las que se designa a una cámara magnética de forma
toroidal (de torus, palabra latina que significa protuberancia redonda
expansiva en forma de rosquilla o anillo de anclaje). Actualmente los
físicos teóricos desarrollan investigaciones en este campo, efectuando
simulaciones en la computadora con el propósito de tener otra alternativa
para generar energía. La mayor parte del universo está constituida
por plasma. Las estrellas existen en un estado de plasma.
Como el plasma consta de partículas cargadas que viajan a altas velocidades,
los campos eléctricos y magnéticos las afectan de modo significativo.
El estudio del plasma se conoce como magneto-hidrodinámica
(MHD), tiene que ver con el confinamiento del plasma y los científicos
esperan que se pueda usar como fuente de energía obtenida de las reacciones
nucleares de fusión. También tiene que ver con el diseño de una
unidad avanzada de propulsión para los vehículos espaciales.
Estado plasma.
Quinto estado físico de la materia
En 1920, Santyendra Nath Bose desarrolló una estadística mediante la que se estudiaba
cuándo dos fotones debían ser considerados como iguales o diferentes. Envió
sus estudios a Albert Einstein, para que lo apoyara a publicar su novedoso estudio.
Einstein aplicó lo desarrollado por Bose a los átomos y predijeron en conjunto el
quinto estado físico de la materia, en 1924. Los estadounidenses Eric A. Cornell y
Carl E. Weiman, y el alemán Wolfgang Ketterle fueron galardonados con el premio
Figura 1.66
Figura 1.65
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