Termodinámica Del Plasma

Termodinámica del plasma
.Darío A. Castro Castro*, Oleg G. Vásquez A.**
Resumen
El plasma es un gas altamente ion izado que consiste de electrones e iones positivos. Puesto que

el plasma consta de paTtfculas caTgadas su movimiento puede ContTOIaTsePOT campos magnéticos. El estudio termodinámico del plasma es una de las tTes fimnas de estudiaT el plasma; tanto el enfoque riguTOSO estudiotTemodinámico, como las OtTasdosfimnas (teorla del oTbital y formulaci6n hidTomagnética) están más allá del alcance de este articulo.
Dentro de los fines de estudiar la tennodinámica del plasma se encuentran, entre otros,

obtener energla útil de las Teaccionesdefusión termonucleaTes contTolodas, pToducidas en el plasma; también se estudia la conductividad eléctrica y sus aplicaciones técnicas.Abstract
Theplasm is ahighly ionized gas it' s composed ofelectTons and positive ions. Because it is made up of chaTge paTticles, its movement can be contTolled by magnetic camps. The plasm termodinamic formulation is one ofthe thTeeknoum ways ofthe plasm study; both the rigOTOUS termodinamic appTDach,and theother two ways (oTbit theory and hidTomagnetic formulation) aTeoutside of this aTticlesTeachsame of the purposes of plasm termodinamic study aTe,to get useful energy ofthe contTolled termonucleaTs fusion Teaclions, pToduced in the plasm, also the
electrie conductivity its teanical aplications ay studied.

1. Generalidades Se denomina «plasma» al gas ionizado en el cual todos o la mayoría de los átomos han perdido uno o varios electrones, transformándose en iones positivos. Elplasma, en general, es una mezcla de tres componentes: electrones libres, iones positivos y átomos (omoléculas) neutras. El plasma es el estado de la materia más difundido en el Universo. El Sol y las estrellas pueden ser considerados
.•Licenciado en Matemáticas y Física, Universidad del Atlántico. Profesor de Matemáticas, Universidad del Norte. •• Licenciadoen Matemáticas y Fisica, Universidad delAtlántico. Masteren Proyectos Académicos.

cúmulos de plasma caliente. La superficie exterior de la atmósfera terrestre la ionosfera, está recubierta por una capa de plasma. Las zonas de radiación, ubicadas en el espacio circundante de la ionosfera, no son más que formaciones de plasma. Toda descarga gaseosa (relámpago, chispa, arco, etc.) está ligada a la aparición de plasma. En las aurorasboreales, el principal actor es el plasma. La llama ordinaria, aunque en grado muy pequeño, está ionizada, es decir, es plasma. Entre el plasma y un gas no existe una delimitación brusca. Elplasma cumple las leyes de los gases, y en muchos sentidos se comporta como un gas. Sin embargo, cuando está sometido a un
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Ingenieria & Desarrollo. Universidad del Norte. 2: 23-27, 1997

potente campomagnético presenta unas cualidades nuevas y extraordinarias. Una de las características del plasma consiste en que cuando está caliente (~1O.0000K) casi no ofrece resistencia a la corriente eléctrica;su conductividad es grande. Enelplasma frío (T1O.0000K) so, y en particular el que está débilmente ionizado, se encuentra en estado de equilibrio térmico. Las propiedades de este plasma se puedeendefínir valiéndose de la Termodinámica. Por el contrario, el plasma caliente enrarecido y totalmente ionizado puede encontrarse durante mucho tiempo en estado de • desequilibrio. El concepto fundamental de la Termodinálnica es la Temperatura, magnitud que caracteriza la distribución de energía entre particulas de la sustancia. Enla FísicaEstadística, la temperatura se define como una magnitudinversamente proporcional al módulo de la así llamada distribución canónica:
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= KT

Por la temperatura se determina el valor medio de la energía térmica que le corresponde a cada grado de libertad del movimiento de las partículas. Si la temperatura se mide en unidades ordínarias, es decir, en grados de la escala de temperatura absoluta de Kelvinola energía media correspondiente a un grado de...