Capitolo 1 - Il Plasma ad arco
Sezione 6 - I gas plasmageni

Successivamente, per un gas biatomico (Azoto, Idrogeno) l'energia viene assorbita prevalentemente dalla dissociazione della molecola in atomi; tale fenomeno inizia alla temperatura di 2100 K per l'Idrogeno e a 3000 K per l'Azoto.

Dal diagramma che rappresenta il contenuto entalpico dei gas plasmageni in funzione della temperatura, si nota che la curva segue un andamento ripido per il tratto interessato dal fenomeno di dissociazione termica e ciò in ragione del fatto che la maggior parte dell'energia ceduta al gas viene assorbita come energia di dissociazione.

Le fasi della dissociazione molecolare (Idrogeno)

1. Somministrando energia termica alla Molecola Biatomica dell' Idrogeno allo stato neutro, aumenta il moto di agitazione termica degli elettroni intorno al nucleo che si manifesta con un aumento di temperatura.

2. A circa 2100 K per l'Idrogeno, inizia il fenomeno della dissociazione con scissione della molecola in due atomi. Durante la dissociazione, l'entalpia del sistema aumenta, mentre la temperatura rimane costante (passaggio di stato). Raggiunto l'equilibrio di dissociazione, tutte le molecole si sono trasformate in atomi allo stato neutro.

3. Continuando a fornire calore, aumenta il moto di agitazione termica degli elettroni intorno al nucleo che si manifesta con un aumento di temperatura.

4. A circa 10000 K per l'Idrogeno, inizia il fenomeno della ionizzazione con scissione degli atomi in ioni ed elettroni. Durante la ionizzazione, l'entalpia del sistema aumenta, mentre la temperatura rimane costante (passaggio di stato).

5. Raggiunto l'equilibrio di ionizzazione termica, tutte le molecole di Idrogeno si sono trasformate in ioni ed elettroni, allo stato di plasma.

Fig. 1 - Entalpia Idrogeno e Temperatura