“Ang Ionization Potential, Mole Ionization, at Degree of Ionization ng Gas Upang Maging Plasma “
Hetong nakaraang mga araw lamang ay napag-isip ako patungkol sa pamamaraan ng Latent Heat Fusion at Latent Heat Vaporization kung magagamit din ba ang mga ito upang mag transition hindi lamang sa mga states of matter tulad ng solid, liquid, at gas, kundi pati narin ang pag transition sa plasma state at sa Bose-Einstein Condenstate o BEC.
Tinanong ko ito sa engineer na nagtuturo sa amin sa kursong Physics for Engineers at kanyang sinagot na maaring hindi magamit ang mga pamamaraan sa Latent Heat Fusion at Latent Heat Vaporization dahil hindi tradisyunal na states of matter ang Plasma at sya ay tama patungkol dito.
Sa paghahanap ko ng sagot ay nalaman ko na hindi magagamit ang mga pamamararang Latent Heat Fusion at Latent Heat Vaporization upang makapag transition sa state ng plasma halimbawa galing sa gas o sa BEC na galing din sa gas state.
Ang rason ay dahil ang mga pamamaraan ng Latent Heat Fusion at Latent Heat Vaporization ay nakabase sa thermodynamic model patungkol sa kinetic energy ng atoms o molecules at kasama ang intermolecular forces at ang ganitong modelo ay hindi akma pagdating sa ionization ng gas upang maging plasma at dahil hindi kinetic energy ng atoms at molecules at intermolecular forces ang kelangan upang maging ionized ang gas kundi ang tinatawag na ionization energy at imbes intermolecular forces ang kasama dito ay ang atomic forces.
Ang paraan upang mag transition mula sa klasikal na estado na gas patungo sa estado ng plasma ay may 3 modelong ginagamit para dito, at ito ay para sa isang atom, sa isang mole o bulk ionization, at sa degree of ionization sa plasma.
Pag isang atom lamang, ang equation para sa tinatawag na Ionization Potential ay
$$ E = \frac{I_1^{(X)}}{atom} $$
kung saan ang $I_1^{(X)}$ ay coefficient ng ionization energy ng specific element sa periodic table, ang subscript na $1$ ay nangangahulugan na unang energy level, at ang superscript na $(X)$ ay simbolo ng element na target para sa ionization at dahil enerhiya ito, ang unit nito ay Joules o J.
Para sa bulk ionization o ionization ng mole, o sa tawag na Mole Ionization ng isang atom lamang ay
$$ Q=N_A \cdot I_1^{(X)} $$
kung saan ang ang $N_A$ ay ang Avogrado's number $6.022 \times 10^{23} \text{ atoms/mol}$, at ang $I_1^{(X)}$ ay coefficient ng ionization energy ng specific na element sa periodic table na tulad sa ionization para sa isang atom dahil isang uri ng atom lamang itong tinatalakay sa parteng ito.
Para sa bulk ionization o ionization ng mole ng molecule na may iba't ibang uri ng atoms, ang equation ay magiging
$$ Q = \sum_i \left( n_i \times I_1^{X_i} \times N_A \right) $$
kung saan ang $n$ ay ang bilang ng mole ng specific atom na $X$, at ang $ I_1^{X}$ ay ionization energy ng isang uri ng atom na iyun at ang $N_A$ ay sya paring Avogrado's number $6.022 \times 10^{23} \text{ atoms/mol}$.
Sa dalawang paraan na nabanggit kung saan ang unang paraan ay para sa ionization ng isang atom lamang, at ang pangalawang paraan ay para sa dalawang kaso ng bulk ionization na kung saan ang unang kaso ay ionization ng mole ng isang uri ng atom lamang samantalang ang pangalawang kaso ay para sa ionization ng mole na mahigit isang uri ang atom nito.
Ang pangatlong paraan naman ay tinatawag na Plasma Fraction o Degree of Ionization at ito ay ginagamit sa pag-aaral ng mga bituin sa astrophysics at sa plasma fusion at ang atoms dito ay hindi lahat ay nagiging ionized. Ang equation ay
$$ \frac{ n_e \ n_i}{n_0}= ( \frac{2\pi m_e kT}{h^2})^{3/2} \, e^{\frac{-E_{ion}}{kT}} $$
o mas kilala bilang ang Saha Ionization Equation mula Statistical Mechanics na isa sa mga core fields ng Physics. Ang mga sumusunod ay mga paglahad ng variables sa equation:
$n_e=$ electron density $n_i=$ ion density $n_0=$ neutral atom density $m_e=$ mass of an electron, $9.109 \times 10^{31}$ kg $T=$ temperature (K) $k=$ boltzman constant $h=$ Planck's constant $E_{ion}=$ ionization energy
Sa sunod ay sasaliksikin ko kung paano naman ang enerhiya upang mag transition ang isang gas papuntang Bose-Einstein Condensate o ang BEC.
Nakakatuwa malaman ang mga ganito lalo't tinitingnan ko sa hinaharap ang pag-aaral ng Plasma lalo na ang Plasma Fusion.
© 2025 Tony Stark Ng Tawalisi ™