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

Fig. 1 - Entalpia Argon e Temperatura

Quando l'Argon viene riscaldato ad una temperatura sufficientemente elevata (circa 10000 K), gli atomi che formano il gas sono soggetti al fenomeno di ionizzazione termica, con produzione di ioni positivi ed elettroni negativi.

E' proprio la presenza di questi elettroni liberi che rende il gas conduttore e che gli permette di supportare una scarica ad arco.

La ionizzazione del gas può essere considerata un equilibrio chimico tra atomi, ioni positivi ed elettroni del tipo:

Ar <=> Ar⁺ + e^-

Fig. 2 - Legge di Saha - Frazione ionizzata gas Argon

Raggiunta la condizione di perfetto equilibrio, il grado di ionizzazione è espresso dall' equazione di SAHA (1.2):

(1.2) P · a/(1-a²) = A · T^5/2 · e^(-eU/kT)

In una scarica ad arco che avvenga a pressione uguale o superiore a quella atmosferica, le condizioni termodinamiche del sistema gassoso non si discostano molto da quelle proprie dello stato di equilibrio ( plasma termico in equilibrio) e l'equazione di Saha (1.2) consente di calcolare, con buona attendibilità, la percentuale o frazione di ionizzazione del sistema stesso.