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理想真空系统呈现的特性表现



根据气体运动论,当容器内气体温度恒定时,有

PV=常数

将上式对时间微分,并在泵以不变的体积速度S = dV/dt对容器抽空的条件下积分,这时,如果t=0时的压强为Po,便得

p=p0e-(s/v)

当系统内充以与器壁除反射外不发生其它作用的一种理想气体,并用容积效率不变的泵抽气

时,则会出现上述方程所表达的压强对时间的关系.在用小的前级机械泵对大真空容器开始抽气阶段,所假设的条件基本满足,在半对数坐标上画出的压强与时间的函数关系近似地是一条直线。

理论上预言,压强应随时间的增加按指数关系下降,其速率是由V/S这一“时间常数”决定的。如今,实验室中的许多真空系统,抽速(1/s)超过体积(1)10倍,所以时间常数为0.1s。

研究这个概念的预测结论是很有趣的!压强会在1.4s内,从10-3Torr下降到10-9Torr.若时间常数为1时,从10-3Torr降到10-12Torr也只要21s。这与实际情况明显不符,这并不是由于理论有错误,也不是在假设的压强范围内用基本上为恒定的泵抽速进行计算不对,而是实际情况与我们假设的模型不符。


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