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Gas ionizzati

Generalità e proprietà dei gas ionizzati

Si definiscono gas ionizzati le miscele gassose costituite da particelle elettricamente cariche (ioni positivi ed elettroni) nonché, eventualmente, da atomi e molecole neutri.

Questo stato della materia, detto spesso "quarto stato", presenta proprietà che lo differenziano notevolmente dagli stati solido, liquido e gassoso; pur essendo presente per il 99% nella materia che costituisce l'universo, è stato estesamente studiato solo in tempi relativamente recenti.

I gas ionizzati non solo compaiono come costituenti di gran parte delle masse stellari e interstellari e della stessa atmosfera terrestre (ionosfera) ma trovano notevoli applicazioni nella ricerca tendente alla fusione termonucleare controllata, nelle applicazioni spaziali e in radiotecnica.

Un gas ionizzato si dice elettricamente neutro o no secondo che la somma algebrica delle cariche positive e negative presenti in un elemento macroscopico di volume sia nulla o diversa da zero.

Nel primo caso, che si presenta in generale sia nei problemi di astrofisica sia in ricerche di laboratorio, al gas viene dato il nome più limitativo di "plasma".

Conducibilità elettrica dei gas ionizzati

Vi è una caratteristica dei gas che si accentua notevolmente con il grado di ionizzazione: essa è la conducibilità elettrica, direttamente connessa alla presenza di cariche libere nel miscuglio, il cui valore, bassissimo per i gas ordinari, può salire di molto nei gas altamente ionizzati.

Poiché il meccanismo della ionizzazione si basa principalmente sulle collisioni tra le particelle o sull'assorbimento di energia radiante da parte degli atomi, appare intuitivo che quanto maggiore è la temperatura del gas, a una certa pressione, tanto maggiore è la sua conducibilità elettrica.

Infatti la frequenza delle collisioni tra le particelle del gas cresce con la temperatura, che è una manifestazione della loro energia cinetica, e così aumenta la probabilità degli urti con effetto ionizzante.

La pressione ha in genere una influenza piuttosto piccola; un suo aumento tende a diminuire il valore della conducibilità.

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