Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В табл. 1.10 уиазаны основные области применении вакуумной техники и днапааоны рабочих давлений. Электронная промышленность (тонкопленоч. иые элементы микросхем, жидкокристаллические индикаторы, кварцевые стабилизаторы частот] Оптическаи промышленность (интерференцнон. ные фильтры, лазерные и полупрозрачные зеркала, просветленная оптика — очки, линзы, микроскопы, бинокли) Энергетика (солнечные элементы гелнотехники) Электротехническаи промышленность (конденсаторные, резестивные и проводящие пленки] Инструментальное производство (нанесение упрочняющего покрытия режущих инструментов) Автомобильная промышленность (фары, фонари, арматура) Производство бьгговых зеркал, игрушек, сувениров, украшений, пуговиц, зубных протезов, отражающих стекол дли зданий, декоративных тканей, фольги, бумаги, защитных и нзносостойких покрытий Получение чистых материалов (плавка н очистка высококачественных сталей и тугоплавкнх металлов: электронно-лучевая плавка и сварка, изготовление манокристаллов н тугоплзвких оксидов — гранатов, сапфиров, рубинов) Электротехническая промьппленность (электронзоляционные материалы, гбллатки трансфер.
маторов и электродвигателей, кабелей] Изготовление упаковочных н асбестовых материалов, цветных грифелей, материалов с волокнистой основой, рыболовных сетей тротехническая промышленность (подгоизолирующих пластмасс для кабелей, ма. я конденсаторов н трансформаторов) тронная промышленность (пронзводство овакуумных приборов всех видов, подие вакуума прн работе мощных выпряй] товление восков, красителей, термомезаполенными жидкостью капилляраыи, ение духами небольших пузырьков, упанродуктав питании 2В сведения иэ иолекелярно-кинетическое теории газов Лвв вввв вма Продолжение табл. 1.10 двввеввв, Пв Область ирвмеиеиив 10"в ... 1О в Обевгажива- ние, вакууми- роваине (откачка) 10 ... 1 Сушка вымо- раживанием (сублимациои- наи сушка) Рив.
З.!. Сиама в вирвдвввиию тввввввгв ргвв 10...10! Вакуумная тепло. и влек. троиэоляция !Ох... 10 а 10 ... 1О-! Днстилляция в вакууме В единицу времени иа площадку !(а под углом 0 попадаег г=ь соз 0 Мп О !(О Еф г=! с окружающей их поверхностью по законам упругого удара, причем объем собственно частиц газа исчезающе мал па сравнению с заиимаемыи им объе.
мом. При столкновении молеиул газа со стенкой между ними происходит обмен импульсом количества движе- 2.1. Давление газа Под идеальным газом в молекулярно- кинетической теории понимают газ, состоящий нз мельчайших частиц (атомов и молекул), находящихся в непрерывном хаотическом движении и взаимодействующих между собой или молекул газа. Для определения общего числа молекул, попаданицвх иа Э.э. Сешив в вврвдвввввю Лввювви 3ввв Научное аппаратостроение (создание ускорителей элементарных частиц, злектронных и позитронных спектроскопов, анализаторов газов в металлах, установок имитации космического пространства для испытания материалов космических летательных аппаратов и их отдельных узлов на надежность, а также испытаний внутри летательных аппаратов) Фармацевтическая промышленность (препараты, антибиотики„ кровяная плазма, сыворотии, вакцины, витамины гармональиые, гистологические, цитологические препараты) Пищевая промышленность (сушка мяса, мо.
лока, рыбы, дрожжей, белка, яичных и молочвых продуктов, изготовление сыров, фруктовых и овощных соков, чайного экстракта, кофе, консервирование овощей и фруктово-ягодных продуктов) Холодильная н криогенная техника (тепло- изоляция емкостей дли хранения низкотемпературных жидкостей, сосудов Дьюара, бытовых термосов] Электротехническая промышленность (наго.
тозление вакуумных выключателей, реле и конденсаторов, вакуумных микросхем) Химическая промышленность (изготовление носков, сложных эфиров, смолообразных веществ, регенерация отработанньщ машинных насел); медицина (изготовление витаминов и фармацевтических препаратов); парфюмерия (изготовление ароматических веществ и растительных экстрактов); металлургия (выделение кадмия, свинца, цинка из металлов и сплавов) Г л а в а 2. Основные сведения из дголекулярно-кинетической теории газов Ф иия и кинетической энергией. В результате соударений молекул газа с элементом поверхности площадью Ьз ему за время Ь! передается суммарный импульс количества движения ЬК, т, е, на элемент поверхности действует сила Е, равная отношению суммарного импульса ЬК, полученного эле.
ментом за время Ьг, ко времени Ьг: : и" = ЛК/ьг. Отношение силы г" к плошади Ьз элемента поверхности, иа которую оиа воздействует, определяет давление газа на элемент поверхности; р = — и! Лз. Направления хаотического движения молекул равновероятны, в противном случае давление газа на стенки сосуда в разных точках было бы различным.
Скорости о движения молекул также различаются. При столкновении молекул скорость каждой молекулы может изменяться, но их суммарная кинетическая энергия при этом остается постоянной. Для определения давления газа на стенку с учетом различия скоростей и углов падения молекул необходимо знать число молекул, летящих в направлении телесного угла Еы. Вследствие равиовероятности всех направлений движения молекул полный телесный угол, внутри которого движется молекула, равен 4г.(поверхность сферы единичного радиуса), т.
е. в единице объема, содержащей в молекул, внутри млесного угла Еы движется лбы|(4и) молекул. Телесный угол (рис, 2,1) Еы = 3!п Обад р. (2.1) Каждая иэ молекул массой ш, движущихся в телесном угле, сообщает элементарной площадке ЕЗ импульс в направлении нормали, равный 2л$о соз О. В единицу времени иа поверхность площадью пз под углом О попадают все молекулы.
движущиеся в цилиндре с основанием лз и высотой о! соэ 0 (рис. 2,2), Для известного распределения молекул газа по скоростям движения, т. е. когда з, молекул в единице объема имеют скорость о,, л, молекул имеют скорость о! и т, д., причем и = л + + л +. ° . + л„, в направлении те. лесного угла Еы в единице объема движется г=! еы чьи в1п О еб и р и — =дг и! 4и,ь'.и 4ц г=! молекул. Число молекул, движущихся со скоростью о» и находящихся внутри выделенного цилиндра, составляет лго! соз О Еы лз 4и соз 0 Мп 0 ЕО Еф = лго! 4я зо сведение из нонекалврно-кинетическое теории глзое 31 площадку Нз под произвольным углом О, выражение (2.2) интегрируют по всему диапазону значений углов Рр ц О соответственно от 0 до 2л н от 0 до 0,5л: зл э,зн 3-» Таблица 2.1 ягнг~ (2 5) 1 3 3 3 3 С учетом, что ~' лгозг/л=')г бз— 3=1 323 ~3(о ') 3(0 )„лгог = о о средняя квадратическая скорость движения, выражение (2.5) можно вера писать в виде р = тнбз/3, (2.6) 2 4 !8 20 28 32 40 28 44 29 0,09 О 18 0,90 1,25 1,43 1,78 1,25 1,98 !,Ю 3,4 6,7 29,9 33,5 46,5 53,1 66,2 46,5 73,1 48,1 2,? 2,2 4,7 2,6 3,7 З.б 3,7 3,8 4,7 3,7 ! 6,78 14,30 2,40 4,58 2,40 2,4! 1,63 2,!4 1,45 О,?б 28,83 20,79 33,56 20,79 29,12 29,36 20,79 29,15 37,12 29,30 1,405 1,401 1,396 1,6?О 1,40! 1,294 1,402 н Не н,о )4е 513 о, Аг Со СОз Воздух 3=» Р 0,25 () ого!3(э, Так как лбе/2 = Š— средняя винетическая энергия поступательного двнжевия молекул, то р = ЗиЕ/3.
(2.7) 3=1 т. е. число соударений молекул в едиивцу времени с единичной площадкой Р 0,25по, (2.3) Согласно основному в молекулярно- кинетической теории газов уравнению (2.7) давление равно двум третям средней кинетической энергии поступательного движения молекул, заключенных в единице объема. 3 Ь так как ~~~ пгог/л = б — средняя 3=-1 арифметическая скорость. Зная число молекул, попадающих на площадку 3(з под углом б (каждая сообщает площелке Ргз импульс Зто Х Х сов б), можно определить давление, оказываемое ими на поверхность площадью Р(3: соз 0 з 3п 0 330 3»р 2аох соз Олго 4л кул в единице объема илн, при данной концентрации и молекул,— только температурой Т газа.
При постоянном значении одного из параметров (р, 1' или Т) уравнение состояния (2.!0) преобразуется з законы Бойля †Мариот и Гей-Люссака. При постоянной температуре для данной массы давление газа обратно пропорционально его объему: 2.2. Законы идеального газа соз 0 21п О 330 333р +2жо созолзоз + РУ= сопя!. Это уравнение выражает закон Бойля — Мариотта.
По закону Гей.Люссака объем газа данной массы прн постоянном давлении линейно зависит от температуры' 2 созе О з3п 03(он3р + "= Я33 --Х-' ' ° 3 3 (2.4) Проинтегрировав выражение (2,4) по О и 4Р соответственно от 0 до 0,5л и от 0 до 2л, получим полное давление, оказываемое газом на единичную ило- 33ЩДКУ' У = аУВТ, где а = 1/273,2 К 3 — коэффициент пропорциональности; )'е — объем газа прн Т = 273,2 К н данном давлении. При постоянном объемеданиой массы газа его давление линейно зависит.
ог температуры: Так как Фл/Уы = и — концентрация молекул газа (число частиц в единице объема), а Ж»3» = й — настоянная Больцмана, то р = л»Т. (2.11) Из уравнения (2.11) следует, что при заданной температуре Т давление определяется только числом л моле- Р- Хч»1 ° 3 3 р = арзТ, где р — давление газа прн Т = 273,2 К в данном объеме. й Основное уравнение состоянии нде. эльного газа (уравнеиие Клапейрона) устанавливает зависимость между дав. лением, объемом и температурой: РУ =- МГггТ, (2.8) где р — давление газа плотностью р при температуре Т; М вЂ” масса газа, содержащегося в объеме У; Т вЂ” абсо.
лютная температура газа; )73 — газовая постоянная 1-го газа. В уравнении (2.8) газовая постоян. ная 3?3 зависит от рода газа. Если в качестве меры массы газа выбрать единицу массы, число мочекул в которой не зависит от рода газа, то газовая постоянная будет иметь одно и то же значение для всех газов. Согласно закону Авогадро в одинаковых объемах при одинаковых давлениях и температурах е3сло молекул различных газов одинаково. В качестве меры количества газа принят моль, Молекулярная масса есть безразмерная величина, равная отногпенню массы Рп молекулы данного газа к 1/12 массы атома изотопа углерода 3'С, равной 19,63 10-'Р г. Число моле. кул в 1 моле одинаково для всех ве.
П р н м е ч а н и е. Значения плотностя н удельной теплоемкостн ирнведены прн Т= 2?ЗК н р 101325 Па. ществ и определяется числом Авогадро ?Р» = 6,022 !Оы моль '. Соответствующий объем 1 моля при нормальных условиях (давление 10!325 Па, температура 273 К) Уж = = 22 4!5 см' моль 3 = 22,4 дмзХ Х моль ', объем 1 кмоля Уж = = 22,4 из!хмель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
