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leongoall

专家顾问 (知名作家)

[交流] 气体放电均匀性与系统熵值的关系

本人等离子体物理低温气体放电物理方向，众所周知，利用气体放电作为非平衡等离子体源的一个挺有难度的工作是实现均匀的辉光放电，特别是在高气压下。我的想法如下：对于一个气体放电系统来说，能否从能量吸收和熵值的角度来考察其放电均匀性：系统熵值越大，其无序性增强，实现均匀放电的可能性也增大；反之，系统熵值越小，无序性减弱，均匀放电的可能性随之减小。

从目前的一些放电实例来说，显然电场是减小熵值的作用（使得带电粒子沿电场方向运动从而降低无序性），从而降低均匀放电的可能性（低气压直流辉光放电也是因为低气压下系统的粒子数本身不多，其无序性受电场影响较小）；而磁场则可以增加系统的无序性（磁场本身位型分布难以均匀，且其间带电粒子运动相对电场更无序），从而引入磁场后，系统可以实现均匀放电的可能性增加，如ECR放电在电场较强的情况下仍然是均匀放电。

以上说法都是本人的一些猜想，不知道有无错误，请高手指正并积极讨论！纯表情或者仅仅友情帮顶请绕道！

[ Last edited by 华丽的飘过 on 2012-9-22 at 21:09 ]

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1楼 2012-04-24 13:00:55

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leongoall

专家顾问 (知名作家)

引用回帖:

5楼: Originally posted by chengch0447 at 2012-04-28 09:26:28:
lz的想法有点意思
我这里乱说一句不知对否
不知空气、氩气、氮气和氦气那个熵值高，在同样气压如大气压或高气压
他们在高气压或大气压放电时能形成辉光或均匀性强的好想氦气好点
从这个方面能不能验证 lz的 ...

多谢参与讨论！
我对不同气体、不同气压情况下系统熵值的理解如下：
不同气体分子其放电过程中形成的离子质量和载荷不同，而气体分子质量直接跟其迁移速度有关系，也就是说质量大的气体分子迁移速度小，导致熵值也会变小，从而非均匀放电的可能性增加，这可能就就是同样条件下氦气更容易实现均匀放电的可能性之一！
而气压从微观意义上来说实际上就是气体分子对容器壁的撞击，其大小也直接反应了系统内粒子的数量、迁移速度及无序性，压强越大，对于同样粒子数的气体，如果其压强更大，则其无序性必然更小，熵值也更小，非均匀放电的可能性增强！