ley de Kirchhoff - plasma

[amilcar caseres]

Ley de Kirchhoff de la radiación térmica
En la termodinámica, la ley de Kirchhoff de la radiación térmica, es
un teorema de carácter general que equipara la emisión y absorción en
objetos calientes, propuesto por Gustav Kirchhoff en 1859, a raíz de
las consideraciones generales de equilibrio termodinámico.
La ley de Kirchhoff establece que: Si un cuerpo o superficie está en
equilibrio termodinámico con su entorno, su emisividad es igual a su
absorbancia.
Existen los siguientes corolarios de la Ley de Kirchhoff:
Esta ley puede resumirse como: un mal reflector es un buen emisor, y
un buen reflector es un mal emisor.
La emisividad no puede ser mayor a uno ( ). pues esto es imposible,
por la conservación de la energía, por lo que no es posible
térmicamente irradiar más energía que un cuerpo negro, en equilibrio.

Plasma
En física y química, se denomina plasma a un gas constituido por
partículas cargadas de iones libres y cuya dinámica presenta efectos
colectivos dominados por las interacciones electromagnéticas de largo
alcance entre las mismas. Con frecuencia se habla del plasma como un
estado de agregación de la materia con características propias,
diferenciándolo de este modo del estado gaseoso, en el que no existen
efectos colectivos importantes; es por eso también llamado el cuarto
estado de la materia. Los átomos de este estado se mueven libremente;
cuanto más alta es la temperatura más rápido se mueven los átomos en
el gas y en el momento de colisionar la velocidad es tan alta que se
produce un desprendimiento de electrones.
El plasma tiene la característica especial de que se puede manipular
muy fácilmente por campos magnéticos y además es conductor eléctrico.
Parámetros de un plasma Puesto que existen plasmas en contextos muy
diferentes y con características diversas, la primera tarea de la
física del plasma es definir apropiadamente los parámetros que deciden
el comportamiento de un plasma. El conocimiento de estos parámetros
permite al investigador escoger la descripción más apropiada para su
sistema. Los principales parámetros son los siguientes:
Neutralidad y especies presentes El plasma está formado por igual
número de cargas positivas y negativas, lo que anula la carga total
del sistema. En tal caso se habla de un plasma neutro o casi-neutro.
También existen plasmas no neutros o inestables, como el flujo de
electrones dentro de un acelerador de partículas, pero requieren algún
tipo de confinamiento externo para vencer las fuerzas de repulsión
electrostática.
Los plasmas más comunes son los formados por electrones e iones. En
general puede haber varias especies de iones dentro del plasma, como
moléculas ionizadas positivas (cationes) y otras que han capturado un
electrón y aportan una carga negativa (aniones).
La longitud de Debye o de apantallamiento electromagnético, nos indica
que la longitud de una onda plasmatica depende del contenido cóncavo
de su recipiente, el cual influye porque su paralelismo con respecto
del eje x sobre la tierra afecta la longitud de dicha onda de espectro
electromagnético.
La frecuencia de plasma: Así como la longitud de Debye proporciona una
medida de las longitudes típicas en un plasma, la frecuencia de plasma
(ωp) describe sus tiempos característicos. Supóngase que en un plasma
en equilibrio y sin densidades de carga se introduce un pequeño
desplazamiento de todos los electrones en una dirección. Estos
sentirán la atracción de los iones en la dirección opuesta, se moverán
hacia ella y comenzarán a oscilar en torno a la posición original de
equilibrio. La frecuencia de tal oscilación es lo que se denomina
frecuencia de plasma.

Ejemplos de plasmas
Las LCF son ejemplo de aplicación del plasma. Los plasmas forman el
estado de agregación más abundante de la naturaleza. De hecho, la
mayor parte de la materia en el Universo visible se encuentra en
estado de plasma. Algunos ejemplos de plasmas son:

Producidos artificialmente:
En los televisores o monitores con pantalla de plasma.
En el interior de los tubos fluorescentes (iluminación de bajo
consumo).
En soldaduras de arco eléctrico bajo protección por gas (
Materia expulsada para la propulsión de cohetes.
La región que rodea al escudo térmico de una nave espacial durante su
entrada en la atmósfera.
El interior de los reactores de fusión.
Las descargas eléctricas de uso industrial.
Las bolas de plasma.
Plasmas terrestres:
Los rayos durante una tormenta.
La ionosfera.
La aurora boreal.

El sol quizás sea el ejemplo de plasma más identificable. Plasmas
espaciales y astrofísicos:
Las estrellas (por ejemplo, el Sol).
Los vientos solares.
El medio interplanetario (la materia entre los planetas del Sistema
Solar), el medio interestelar (la materia entre las estrellas) y el
medio intergaláctico (la materia entre las galaxias).
Los discos de acrecimiento.
Las nebulosas intergalácticas.
Ambiplasma
Y la física de plasmas puede encontrar aplicación en diversas áreas:

Descargas de gas (electrónica gaseosa).
Fusión termonuclear controlada.
Física del espacio.
Astrofísica moderna.
Conversión de energía de MHD (magnetohidrodinámica) y propulsión
iónica.
Plasmas de estado sólido.
Lásers de gas.

velocidad térmica
Los rayos y relámpagos son un plasma que alcanza una temperatura de
27.000 °C. Por lo general las partículas de una determinada especie
localizadas en un punto dado no tienen igual velocidad: presentan por
el contrario una distribución que en el equilibrio térmico es descrita
por la distribución de Maxwell-Boltzmann. A mayor temperatura, mayor
será la dispersión de velocidades (más ancha será la curva que la
representa).