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真空计量基本知识

2019-09-15

真空、理想气体状态方程、气体分子的热运动

地球的周围有一层厚厚的空气,称为大气,人类就生活在这些大气中。空气有一定的质量,在通常况下,大约为129g/,可以说是很轻的。但地球周围的空气非常密,在几十公里以上的高空还有空气存在这么厚的一层空气受地球引力作用,就会对地面上的一切物体产生压力,这就是大气压。早在17世纪,里拆利就通过实验证实了大气压强的大小。通常一个标准大气压约等于01MPa,相当于760mm左右的柱所产生的压强。真空是指低于一个大气压的气体空间,但不可理解为什么都没有。真空是同正常的大气相比,是比较稀薄的气体状态。按照阿佛加德罗定律1mo任何气体在标准状况下,有6.022×103个分子,占据2.4L的体积。由此我们得到标准状态下气体分子的密度为3×10个/cn在非标准状况下,当气体处于平衡时,满足描述理想气体的状态方程。NPTT式中的N为气体的摩尔数,P为压力(Pa)厂热力学温度,K为波尔兹曼常数,K=138×102/K。因此在非标准状况下,气体分子数密度与压力和温度有关。每立方厘米中的气体分子数可以表示为:n=7.24×100T式中n为气体分子数密度(cm3),由此可见,即便在P=1.3×10Pa这样很高的真空度时,T=293K时,每立方厘米的空间中仍有数百个气体分子。因此所谓真是相对的,绝对的真空是不存在的。同时我们也可知,气体分子数密度在温度不变时,与压力成正比。因此,真空度可用压力来表示也是以此为理论依据。在真空抽气过程中,一般可认为是等温的,我们说容器中的压力降低了或气体分子数密度减少了都是正确的。

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