真空的定义

真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状况，是一种物理征象。在“虚空”中，声音由于没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状况。真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。在天然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。1641年意大利数学家托里拆利在一根长管子内加满水银，然后很缓慢的将管口倒转在一个盛满水银的盆内，管子内水银柱的末端是 76 厘米高。这时玻璃管最上方无水银地带是真空状况。这一实验为“托里拆利实验”，完成实验的玻璃管为“托里拆利管”。爱因斯坦在用场论观点研究引力征象时，已经熟悉到空无一物的真空观念是有题目的，他曾提出真空是引力场的某种特别状况的想法。首先给予真空极新物理内容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年为了脱节狄拉克方程负能解的困境，提出真空是充满了负能态的电子海。

真空分类

在真空技术中按照压力的高低我们可以区分为：

粗略真空（Rough Vacuum） 760 ~ 10 Torr

中度真空（Medium Vacuum） 10 ~ Torr

高真空 （High Vacuum）~ Torr

超高真空（Ultra-High Vacuum） Torr以下

气体在真空中的流动

真空体系一旦启动，体系管道中就存在定向的气体流动，即淡薄气体沿管道的流动。

气体在管道中的流动状况不同，管道的流导也不一样，也就是说，管道对气体的流动的影响，不仅取决于管道的几何外形和尺寸，还与管道中流动的气体种类、温度和压力有关。所以在计算管道对气体的流导时，首先必须判明管道中的气流是哪一种流动状况。

淡薄气体沿管道的流动与常压气体有区别也有联系，研究淡薄气体沿管道的流动是真空科学的紧张内容之一。

气体流动状况的分类

在真空体系管路中的气流有五种流动状况：湍流(又称紊流、涡流)；湍—粘滞流；粘滞流(又称层流、粘性流、泊稷叶流)；粘滞—分子流；分子流(又称自由分子流、克努森流)。湍—粘滞流是湍流和粘滞流之间的过渡状况。粘滞—分子流是粘滞流和分子流之间的过渡状况。

湍流（Turbulence flow）：管道中气体的压强和流速高，流线无规则且有旋涡，旋涡时隐时现，流动呈不稳固状况，质点的速度急剧转变着，加速度大，因而惯性力对流动起支配作用。一样平常存在于真空体系工作初期。

粘滞流（Viscous flow）：当压强和流速渐渐降低，流线就有规律，随管道外形转变而转变，流动变成各部分具有不同速度的流动层。内摩擦力对流动起支配作用。

分子流（Molecular flow）：气体压强进一步降低，当气体分子的平均自由程与管道直径相称时，开始出现新的流动状况，气体分子间的碰撞很少，甚至可以忽略，而气体分子寄托自己的热活动与管壁频繁碰撞，在管道内分子密度梯度的推动下，由高压端流向低压端。这种气流是一个个分子单独活动的综合结果。“漫反射”征象是促成分子流特别活动规律的紧张物理基础。

粘滞—分子流（Transition flow）：是粘滞流和分子流之间的一种中心流动状况，压强介于粘滞流和分子流之间，不同速度层间有更多的分子交换，管壁处有滑动征象。其研究的难点在于它跨越流体力学和统计力学两大学科。粘滞流为流体力学范畴，分子流属气体分子动力学范畴，研究方法不同。

真空技术名词术语

一、 一样平常术语

1．标准环境条件：温度为20℃，相对湿度为65%，大气压力为101325Pa。

2．气体的标准状况：温度为0℃，压力为101325Pa。

3．压力（压强）：气体分子从某一假想平面通过时，沿该平面的正法线方向的动量改变率，除以该平面面积或气体分子作用于其容器外观上的力的法向分量，除以该外观面积。

4．帕斯卡（符号：Pa）：国际单位制压力单位，1 Pa=1N/m2。

5．分压力：混合气体中某一组分的压力。

6．全压力：混合气体中所有组分压力的总和。

7．真空：在指定空间内，低于一个大气压力的气体状况。

8．真空度：透露表现真空状况下气体的淡薄程度，通常用压力值来透露表现

9．气体：不受分子间相互作用力的束缚且能自由地占有任意空间的物质。（注：在真空技术中，“气体”一词不严酷地应用于非可凝性气体和蒸汽。）

10．非可凝性气体：在临界温度以上的气体，即单纯增长压力不能使其液化的气体。

11．蒸汽：在临界温度以下的气体，即单纯增长压力能使其液化的气体。

12．饱和蒸汽压：在给定温度下，某种物质的蒸汽与其凝聚相处于相平衡状况下的该种物质的蒸汽压力。

13．饱和度：蒸汽压对其饱和蒸汽压之比。

14．饱和蒸汽：在给定温度下，压力等于其饱和蒸汽压的蒸汽。

15．未饱和蒸汽：在给定温度下，压力小于其饱和蒸汽压的蒸汽。

16．分子数密度（单位：m-3）：在某瞬时，气体中某点四周体积内的分子数，除以该本积。

17．平均自由程：一个分子与其它气体分子每延续二次碰撞走过的路程，叫自由程。相称多的不同自由程的平均值，叫平均自由程。

18．碰撞率：在给准时间间隔内，一个分子（或其他规定粒子）相对于其它气体分子（或其它规定粒子）活动，受到的平均碰撞次数，除以该时间。这个平均碰撞次数是应在充足多的分子数和充足长的时间间隔下取得。

19．体积碰撞率：在给准时间间隔内，在围绕规定一点的空间范围内，气体分子间的平均碰撞次数除以该时间和该空间范围体积。所取时间间隔和体积不应太小。

20．气体量：处于平衡状况的理想气体所占据的体积同其压力的乘积。此值必须注明气体温度或换算成20℃时的数值。

（注：气体量是指该量气体所占体积内气体内禀能量（或位能）的2/3。

21．气体的扩散：气体因为浓度梯度而在另一种介质中的活动。介质可以是另一种气体（这种情况下的扩散称之为互扩散）或者是可凝聚物质。

22．扩散体系：通过单位面积的质量流率的绝对值同该单位面积的法向浓度梯度之比。

23．粘滞流：气体分子的平均自由程远小于导管最小截面尺寸的流态。因此，流动取决于气体的粘滞性，粘滞流可以是层流或滞流。

24．粘滞系数：在气流速度梯度方向单位面积上的切向力与速度梯度之比。

25．泊肖叶流：流过圆截面长导管的层流粘滞流。

26．中心流：在层流和分子流之间状况下气体通过导管的流动。

27．分子流：气体分子的平均自由程宏大于导管截面最大尺寸的流态。

28．克努曾数：气体分子的平均自由程与导管直径之比。

29．分子泻流：气体流过薄壁小孔，其分子的平均自由程较小孔尺寸大得多的情况时的流动状况。

30．流逸：由压力差引起的气体通过多孔物体的流动。

31．热流逸：在分子流状况下，两个连通容器因为温度不同引起了气体流动，当气体传输达到平衡时，两个容器之间产生压力梯度的征象。

32．分子流率：在给准时间间隔内，从给定方向穿过外观的分子数与从相反方向穿过该外观的那些分子数之差，除以该时间。

33．分子流率密度：分子流率除以外观面积。

34．质量流率：在给准时间间隔内通过某一截面的气体质量，除以该时间。

35．流量：在给准时间间隔内通过某一截面的气体量除以该时间。

36．体积流率：在给定温度、压力和给准时间间隔的条件下通过某截面的气体体积，除以该时间。

37．在给准时间间隔内通过给定截面的气体的摩尔数，除以该时间。

38．麦克斯韦速度分布：由麦克斯韦—波尔兹曼速度分布函数确定的一种速度分布。即气体分子在肯定温度下处于平衡态和到器壁的距离大于分子平均自由程时的速度分布。

39．传输几率：无规律地进入导管入口的分子通过出口的几率。

40．分子流导：气体通过管的两规定截面或孔流动的分子流导为：其分子流率与管的两截面或孔的两侧的平均分子数密度差之比。

41．流导：在等温条件下，气体通过导管或孔流动时，其流量与导管的两规定截面或孔的两侧的平均压力差之比。

42．固有流导：在容器中麦克斯韦速度分布占上风的条件下，连接如许两个容器的导管（或小孔）的流导。在分子流条件下，它等于入口流导与传输几率之积。

43．流阻：流导的倒数。

44．吸附：固体或液体（吸附剂）对气体或蒸汽（吸附质）的捕集征象。

45．外观吸附：气体或蒸汽（吸附质）存留在固体或液体（吸附剂）外观上的吸附征象。

46．物理吸附：因为物理作用的吸附征象。

47．化学吸附：因为化学作用的吸附征象。

48．吸取：气体或蒸汽（吸附质）扩散进入到固体或液体（吸附剂）内部的征象。

49．适应系数：入射到某一外观的粒子和该外观现实交换的平均能量与粒子在该外观上达到完全的热平衡条件所应当交换的平均能量之比。

50．入射率：在给准时间间隔内，入射到外观的分子数，除以该时间和该外观面积。

51．凝结率：在给准时间间隔内凝结在某一外观积上的分子数（或物质量或物质质量），除以该时间和该外观面积。

52．粘着率：在给准时间间隔内外观上吸附的分子数，除以该时间和该外观面积。

53．粘着几率：粘着率与入射率之比。

54．滞留时间：分子在外观上以吸附状况被束缚的平均时间。

55．迁移：分子在外观上的移动。

56．解吸：被材料吸附的气体或蒸汽的释放征象。释放可以是天然的，也可用物理方法加速。

57．去气：气体从材料中人为的解吸。

58．放气：气体从材料中天然的解吸。

59．解吸气或放气或去气速率：在给准时间间隔内，从材料中解吸（或放气或去气）的气体流量（或分子流率），除以该时间和该外观面积。

60．蒸发率：在给准时间间隔内从外观上蒸发的分子数（或物质量或物质质量）除以该时间和该外观面积。

61．渗透：气体通过固体阻挡层的征象。该征象包括气体通过固体的扩散，也可以包括其它的外观征象。

62．渗透率：在稳固流动的条件下，气体通过阻挡层（如器壁）的流量除以阻挡层两侧压力函数的量，该函数情势取决于现实渗透所涉及的物理过程。

63．渗透系数：渗透率与阻挡层厚度之积，除以渗透外观积。

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