Latest version

Bagaimana laluan bebas purata molekul gas dikira?

Definisi konsep-konsep berkaitan

 Kadar kebocoran qL (mbar ·l · s–1)

Menurut definisi yang dirumuskan di atas, mudah untuk memahami bahawa saiz kebocoran gas, iaitu pergerakan melalui laluan yang tidak diingini atau elemen "paip", juga akan dinyatakan dalam mbar · l · s–1. Kadar kebocoran sering diukur atau ditunjukkan dengan tekanan atmosfera yang berlaku di satu sisi halangan dan vakum di sisi yang lain (p < 1 mbar). Jika helium (yang mungkin digunakan sebagai gas penjejak, contohnya) melalui kebocoran dalam keadaan yang tepat ini, maka ia dirujuk sebagai "keadaan helium standard". Untuk maklumat lanjut, lihat bahagian tentang pengesanan kebocoran.

Pengeluaran gas (mbar · l)

Istilah pengeluaran gas merujuk kepada pembebasan gas dan wap dari dinding ruang vakum atau komponen lain di dalam sistem vakum. Kuantiti gas ini juga dicirikan oleh hasil darab p · V, di mana V adalah isipadu bekas di mana gas-gas dibebaskan, dan oleh p, atau lebih baik Δp, peningkatan tekanan yang dihasilkan daripada pengenalan gas ke dalam isipadu ini. 

Kadar pengeluaran gas (mbar · l · s–1)

Ini adalah pengeluaran gas melalui satu jangka masa, dinyatakan dalam mbar · l · s–1

Kadar pengeluaran gas (mbar · l · s–1 · cm–2) (dirujuk kepada luas permukaan)

Untuk menganggarkan jumlah gas yang perlu diekstrak, pengetahuan tentang saiz kawasan permukaan dalaman, bahan dan ciri permukaannya, kadar pengeluaran gas yang dirujuk kepada kawasan permukaan dan kemajuan mereka dari semasa ke semasa adalah penting. 

Jarak bebas purata molekul λ (cm) dan kadar perlanggaran z (s-1)

 Konsep bahawa gas terdiri daripada sejumlah besar zarah yang berbeza di antara yang – selain daripada perlanggaran – tidak terdapat daya yang berkesan, telah membawa kepada beberapa pertimbangan teori yang kami ringkaskan hari ini di bawah gelaran “teori kinetik gas.” 

Salah satu hasil yang pertama dan pada masa yang sama paling bermanfaat daripada teori ini adalah pengiraan tekanan gas p sebagai fungsi ketumpatan gas dan purata kuasa dua kelajuan c2 bagi molekul gas individu dalam jisim molekul mT: 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1,14)

di mana 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1,15)

Molekul gas terbang ke sana sini dan antara satu sama lain, pada setiap kelajuan yang mungkin, dan membombardir dinding kapal serta bertembung (secara elastik) antara satu sama lain. Gerakan molekul gas ini diterangkan secara numerik dengan bantuan teori kinetik gas. Bilangan purata perlanggaran bagi satu molekul dalam tempoh masa tertentu, yang dipanggil indeks perlanggaran z, dan jarak laluan purata yang dilalui oleh setiap molekul gas antara dua perlanggaran dengan molekul lain, yang dipanggil panjang laluan bebas purata λ, diterangkan seperti yang ditunjukkan di bawah sebagai fungsi daripada kelajuan purata molekul c - diameter molekul 2r dan ketumpatan bilangan molekul n - sebagai anggaran yang sangat baik:

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

di mana

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1,16)

dan 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1,18)

Oleh itu, panjang laluan bebas purata λ untuk ketumpatan bilangan zarah n adalah, selaras dengan persamaan (1,1), berkadar terbalik dengan tekanan p. Oleh itu, hubungan berikut berlaku, pada suhu T yang tetap, untuk setiap gas. 

λ ⋅ p = tetap (1,19)

(1,19)

λ ⋅ p = tetap (1,19) 

Jadual III dan rajah 9,1 digunakan untuk mengira panjang laluan bebas purata λ untuk sebarang tekanan arbitrari dan pelbagai gas. Persamaan dalam kinetik gas yang paling penting untuk teknologi vakum juga diringkaskan dalam Jadual IV. 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

Jadual III Nilai laluan bebas purata l bagi produk c* laluan bebas purata λ (dan tekanan p untuk pelbagai gas pada 68°F atau 20°C (lihat juga Rajah. 9,1)

Fig 9.1 Variation of mean free path λ (cm) with pressure for various gases

Rajah 9,1 Variasi laluan bebas purata λ (cm) dengan tekanan untuk pelbagai gas

Jadual IV Kompilasi formula penting yang berkaitan dengan teori kinetik gas

 Kadar impingement zA(cm–2 ⋅ s–1) dan masa pembentukan monolayer τ (s)

Satu teknik yang sering digunakan untuk menggambarkan keadaan tekanan dalam rejim vakum tinggi adalah pengiraan masa yang diperlukan untuk membentuk lapisan monomolekul atau monoatom pada permukaan tanpa gas, dengan andaian bahawa setiap molekul akan melekat pada permukaan. Masa pembentukan monolayer ini berkait rapat dengan kadar impak zA. Dengan gas dalam keadaan rehat, kadar impak akan menunjukkan bilangan molekul yang bertembung dengan permukaan di dalam bekas vakum per unit masa dan kawasan permukaan:

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1,20)

Jika a adalah jumlah ruang, per unit luas permukaan, yang dapat menerima gas tertentu, maka masa pembentukan monolayer adalah

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1,21)

Kekerapan perlanggaran zv (cm–3 · s–1)

Ini adalah hasil darab kadar perlanggaran z dan separuh daripada ketumpatan bilangan zarah n, kerana perlanggaran dua molekul dianggap sebagai hanya satu perlanggaran: 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(1.21a)

Download Software

Asas Teknologi Vakum 

Muat turun e-Buku kami "Asas Teknologi Vakum" untuk mengetahui keperluan dan proses pam vakum. 

Rujukan

Simbol vakum

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Production / People Image Pictures

Mari bercakap

Kami memberi tumpuan kepada kedekatan dengan pelanggan. Hubungi kami untuk semua pertanyaan anda.

Hubungi kami

Loading...