Surface Tension of a Cloud of Charged Microparticles in a Gas-Discharge Plasma

D. N. Polyakov; Поляков Д. Н.; V. V. Shumova; Шумова В. В.; L. M. Vasilyak; Василяк Л. М.

doi:10.31857/S0207401X23100126

Surface Tension of a Cloud of Charged Microparticles in a Gas-Discharge Plasma

Autores: Polyakov D.N.¹, Shumova V.V.¹^,2, Vasilyak L.M.¹
Afiliações:
1. Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Edição: Volume 42, Nº 10 (2023)
Páginas: 91-95
Seção: Химическая физика атмосферных явлений
URL: https://cijournal.ru/0207-401X/article/view/674822
DOI: https://doi.org/10.31857/S0207401X23100126
EDN: https://elibrary.ru/PDKVOK
ID: 674822

Citar

Texto integral

Acesso aberto
Acesso é fechado

Acesso está concedido
Acesso é fechado

Somente assinantes

Resumo
Sobre autores
Bibliografia
Arquivos suplementares
Estatísticas

Resumo

A model for calculating the surface tension coefficient of a spherical cloud of charged microparticles in a plasma is proposed. The coefficients of the surface tension of Coulomb spheres obtained in a low-pressure glow discharge in neon at a temperature of 77 K for particles with a diameter of 4 μm and a temperature of 295 K for particles with a diameter of 2 μm are calculated. The potential energy of microparticles on the surface of a sphere is determined. In the calculations, a hydrodynamic model of a positive column with charged microparticles is used. The obtained values of the surface tension coefficient are compared with the data obtained by other authors for ball lightnings. A hypothesis is proposed for the formation of Coulomb spheres in the Earth’s atmosphere.

Palavras-chave

complex plasma, Coulomb sphere, potential energy, surface tension, standard atmosphere, gas discharge, ball lightning

Bibliografia

Fortov V.E., Morfill G.E. Complex and Dusty Plasmas: From Laboratory to Space. Boca Raton: CRC Press, 2009.
Арделян Н.В., Бычков В.Л., Голубков Г.В., Голубков М.Г., Космачевский К.В. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 7. С. 59.
Голубков Г.В., Бычков В.Л., Арделян Н.В., Космачевский К.В., Голубков М.Г. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 7. С. 23.
Голубков Г.В., Арделян Н.В., Бычков В.Л., Космачевский К.В. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 7. С. 65.
Голубков Г.В., Дмитриев А.В., Суворова А.В., Голубков М.Г. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 10. С. 72.
Голубков М.Г., Суворова А.В., Дмитриев А.В., Голубков Г.В. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 10. С. 69.
Surkov V.V., Hayakawa M. // Surv. Geophys. 2020. V. 41. P. 1101.
Williams E.R. // Atmos. Res. 2009. V. 91. P. 140.
Мареев Е.А. // УФН. 2010. Т. 180. № 5 С. 527.
Поляков Д.Н., Василяк Л.М., Шумова В.В. // Прикл. физика. 2018. № 4. С. 11.
Polyakov D.N., Shumova V.V., Vasilyak L.M. // Phys. Lett. A. 2021. V. 389. P. 127082.
Arp O., Block D., Piel A. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 165004.
Polyakov D.N., Shumova V.V., Vasilyak L.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28. P. 065017.
Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. М.: Энергоатомиздат, 1985.
Бычков В.Л. Естественные и искусственные шаровые молнии в атмосфере Земли. М.: МАКС Пресс, 2021.
Голубков Г.В., Бычков В.Л., Готовцев В.О. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 4. С. 51.
Синкевич О.А. // Теплофизика высоких температур. 1997. Т. 35. № 4. С. 651.
Cen J., Yuan P., Xue S. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 112. P. 035001.
Polyakov D.N., Shumova V.V., Vasilyak L.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2021. V. 30. P. 07LT01.
Шумова В.В., Поляков Д.Н., Василяк Л.М. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 12. С. 37.
Балабанов В.В., Василяк Л.М., Ветчинин С.П. и др. // ЖЭТФ. 2001. Т. 119. Вып. 1. С. 99.
Василяк Л.М., Ветчинин С.П., Зимнухов В.С., Поляков Д.Н., Фортов В.Е. // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. вып. 3. С. 493.
Шумова В.В., Поляков Д.Н., Василяк Л.М. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 8. С. 71.
Шумова В.В., Поляков Д.Н., Василяк Л.М. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 8. С. 70.
Polyakov D.N., Shumova V.V., Vasilyak L.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 074001.
Шумова В.В., Поляков Д.Н., Василяк Л.М. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 10. С. 23.
Syrovatka R.A., Deputatova L.V., Filinov V.S. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1147. P. 012118.
Mihalcea B.M., Filinov V.S., Syrovatka R.A., Vasilyak L.M. // Phys. Rep. 2023. V. 1016. P. 1.
Василяк Л.М., Ветчинин С.П., Поляков Д.Н., Фортов В.Е. // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. Вып. 5. С. 1166.
Sorokin D.A., Tarasenko V.F., Baksht E.K., Vinogradov N.P. // Eur. J. Environ. Earth Sci. 2022. V. 22. P. 42.
Turner D.J. // Philos. Trans. Roy. Soc. London, Ser. A.: 1994. V. 347. № 1682. P. 83.
Синкевич О.А. // Теплофизика высоких температур. 1997. Т. 35. № 6. С. 968.
Смирнов Б.М. // УФН. 1992. Т. 162. № 8. С. 43.
Shavlov A.V. // Phys. Lett. A. 2009. V. 373. P. 3959.
Петрушов Н.А., Григорьев А.И., Ширяева С.О. // Электронная обработка материалов. 2016. Т. 52. №. 6. С. 49.