Вакуум. Получение и измерение вакуума

Мы узнали, что ряд явлений в газах, прежде всего, явление переноса, зависит от длины свободного пробега молекул , которая обратно пропорциональна давлению.

При достаточно малых p, может достигнуть величине превышающей размеры сосуда, в котором содержится газ. Например, при

Такое разряжение газа, при котором становится больше линейных размеров сосуда, называется вакуумом. Понятие вакуума т.о. понятие относительное, чем меньше размеры сосуда, тем при больших давлениях в нем создаются условия вакуума.

К разряженным газам не применимы изученное нами теория явления переноса. Например, тепло передача в условиях вакуума зависит от плотности газа и разность температур. Это обстоятельство используется в сосудах Дюара (термосах)

Для получения различных степеней разряжения применяют специальные устройства – вакуумные насосы. Создание высокого вакуума представляет теоретически и практически интерес. Так, например, большинство приборов радиоэлектроники – радиолампы, электроннолучевые трубки и т.д. требуют для хорошей работы создание в них высокого вакуума. Все это привело к обратному развитию вакуумной техники.

В настоящее время применяются насосы, создающие предварительное разряжение (форвакуум) до мм.рт.ст. и различные вакуумные насосы, позволяющие получить очень малые давления до

В качестве насосов предварительного разряжения чаще используются ротационные насосы. Для получения высокого вакуума применяют молекулярные насосы или диффузионные ртутные насосы.

ПРИМЕР. Пространство между двумя коаксиальными цилиндрами заполню при нормальном давлении и температуре . Радиусы цилиндров соответственно равен . Внешний цилиндр приводят во вращение со скоростью

Какой момент нужно приложить к внутреннему цилиндру, чтобы он оставался неподвижным? Длины цилиндров .

М-?

Эффективный диаметр молекулы

Решение

Слой молекул газа, непосредственно прилетающий к внутренней поверхности вращающегося цилиндра будет обладать той же направленной скоростью, что и цилиндр

Слой газа на внутреннем цилиндре покоится, т.е.

Сила, действующая на боковую поверхность внутреннего цилиндра

где - коэффициент вязкости, S – боковая поверхность

Момент, действующий на внутренний цилиндр

,

от суда

, где

Из уравнения Клапейрона – Менделеева

Тогда

В предположении, что скорость между цилиндрами меняется линейно

/

.

Дата добавления: 2014-01-14