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            什么才是真空環境?具體解釋!
            發布時間:2020-08-25 瀏覽:1083 次

              在真空科學中,真空的含義是指在給定的空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態。

                   人們通常把這種稀薄的氣體狀態稱為真空狀況。這種特定的真空狀態與人類賴以生存的大氣在狀態相比較,主要有如下幾個基本特點:

              ( 1 )真空狀態下的氣體壓力低于一個大氣壓,因此,處于地球表面上的各種真空容器中,必將受到大氣壓力的作用,其壓強差的大小由容器內外的壓差值而定。

                  由于作用在地球表面上的一個大氣壓約為 10135N/m2,因此當容器內壓力很小時,則容器所承受的大氣壓力可達到一個大氣壓。不同壓強下單位面積上的作用力,如表 1 所示。

              ( 2 )真空狀態下由于氣體稀薄,單位體積內的氣體分子數,即氣體的分子密度小于大氣壓力的氣體分子密度。

                 因此,分子之間、分子與其他質點(如電子、離子等)之間以及分子與各種表面(如器壁)之間相互碰撞次數相對減少,使氣體的分子自由程增大。表 2 給出了常溫下大氣分子平均自由程與大氣壓力的關系。

              表 1 不同壓力下單位面積上的作用力

              壓力 (Pa)作用力 (kg/cm2 )壓力 (Pa)作用力 (kg/cm2 )

              1051.033285 × 1036.79755 × 10-2

              5 × 1046.79755 × 10-11 × 1031.35951 × 10-2

              3 × 1044.07853 × 10-15 × 1026.79755 × 10-3

              1 × 1041.35951 × 10-11 × 1021.35951 × 10-3

              表 2 常溫下大氣分子平均自由程與大氣壓力的關系

              大氣壓力 (Pa)平均自由程 (cm)大氣 壓力 (Pa)平均自由程 (cm)

              1056.5 × 10-61 × 10-35 × 102

              1035 × 10-41 × 10-65 × 10-5

              1025 × 10-31 × 10-95 × 108

              1 × 10-15 × 1001 × 10-45 × 1013

              (3) 真空狀態下由于分子密度的減小,因此做為組成大氣組分的氧、氫等氣體含量 ( 也包括水分的含量 ) 也將相對減少。表 3 給出了標準大氣的成份。

              表 1 標準大氣的成分

              成分分子量容積百分比重量百分比分壓強(托)

              N2(氮)28.01347.08475.520593.44

              O2(氧)31.998820.94823.142159.20

              Ar (氬)39.9840.9341.2887.10

              CO2(二氧化碳)44.009953.14 × 10-24.8 × 10-22.4 × 10 -1*

              Ne (氖)20.1831.82 × 10-31.3 × 10-31.4 × 10-2

              He (氦)4.00265.24 × 10-46.9 × 10-94.0 × 10-3

              Kr (氪)83.801.14 × 10-43.3 × 10-48.7 × 10-4

              Xe (氙)131.308.7 × 10-63.9 × 10-36.6 × 10-5

              H2(氫)2.015945 × 10-53.5 × 10-64 × 10-4

              CH4(甲烷)16.043032 × 10-41 × 10-41.5 × 10-3

              N2O (氧化二氮)44.01285 × 10-58 × 10-44 × 10-3

              O3 (臭氧)47.9982夏: 0~7 × 10-60~1 × 10-50~5 × 10-5*

              冬: 0~2 × 10-60~0.3 × 10-50~1.5 × 10-5*

              SO2 (二氧化硫)64.06280~1 × 10-40~2 × 10-40~8 × 10-4*

              NO2 (二氧化氮)46.0550~2 × 10-60~3 × 10-690~1.5 × 10-5*

              NH3 (氨)17.030610~ 痕跡量0~ 痕跡量0~ 痕跡量

              CO (一氧化碳)28.010550~ 痕跡量0~ 痕跡量0~ 痕跡量

              I2(碘)253.80880~1 × 10-60~9 × 10-50~8 × 10*6*

              * 表示隨時間、地點而變化的值

              真空的這些特點、已被人們在豐富的生產與科學實驗中加以利用,這一點我們將在下節中詳述。

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