Расчет состава ионизированного газа

Ионы и электроны рассматриваются как химические элементы, а процесс ионизации – как обратимая химическая реакция.

При реакции ионизации происходит отрыв от частицы электрона:

, где , или где .

Степенью ионизации называется доля ионизированных частиц n от их исходного числа перед ионизацией при фиксированных давлении и температуре в ТС:

. (1)

В момент равновесия ХР с учетом условия электронейтральности плазмы количество молей электронов n_е и положительных ионов n_i в ионизированной смеси равны:

(2)

Тогда молярные доли будут равны:

(3)

В соответствии с законом действующих масс константа равновесия этой реакции ионизации равна

, (4)

где парциальные давления смеси газов равны:

(5)

После подстановки (5) в (4) имеем:

(6)

Тогда получим

. (7)

Уравнение (7) называется уравнением Саха и связывает константу равновесия ХР ионизации со степенью ионизации при заданных и .