Plasma, ein Gemisch aus freien Elektronen, positiven Ionen und neutralen Teilchen eines Gases, welche sich durch ständige Wechselwirkung untereinander und mit Photonen in verschiedenen Energie- bzw. Anregungszuständen befinden. Der Plasmazustand wird auch als vierter Aggregatzustand bezeichnet.

Durch das Wechselspiel von Ionisation und Rekombination bildet sich ein Ionisationsgleichgewicht aus, das in vielen Fällen in ziemlich komplizierter Weise von den im Plasma ablaufenden Elementarprozessen und in einfachen Fällen allein von der Temperatur abhängt (Eggert-Saha-Gleichung). Elastische Stöße zwischen den Plasmateilchen, bei denen nur sehr wenig Energie ausgetauscht wird, sind für ein Plasma nicht so charakteristisch wie die mit inelastischen Stößen verbundenen Elementarprozesse.

Das Verhalten der spezifischen Wärmekapazität eines Plasmas von der Temperatur unterscheidet sich von dem in festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen: Sie steigt bei den Temperaturen sehr stark an, bei denen ein großer Teil der zugeführten Energie in Ionisationsprozessen verbraucht wird. Verstärkt wird dieser Effekt noch dadurch, daß sich durch das Aufspalten der Atome oder Moleküle in Elektronen und Ionen die Anzahl der Teilchen stark vergrößert. Der Verlauf der spezifischen Wärmekapazität eines Plasmas zeigt deshalb eine Folge von Maxima, die das Auftreten einfacher, doppelter, dreifacher usw. Ionisation ausweisen.



Plasma: Qualitative Darstellung der Temperaturabhängigkeit der spezifischen Wärmekapazität eines isothermischen Plasmas.