气体分子的不同运动状态,决定了该气体的不同运动性质,因而决定了低真空和高真空情况下,气体一系列的重要现象和特性。
例如低真空时因气体分子热运动的自由程很小(A<<d),但器壁总是吸附一层气体层。容器壁频繁的吸附和脱附气体分子。而高真
空时(A》d),吸附和脱附很小,因而容器璧上不会存在吸附层。A《d时,物质的燕发速度很慢,即使燕发原子(指金属等)在发射
出去后也会因碰撞而返回,但A >>d时,蒸发速度可达极大且不会返回,利用这种情况对真空镀膜等真空作业就极为有利。在A《
d时,一种气体向另一种气体中的渗透现象,即气体互相扩散速度很小,高真空时则由于扩散极快,气体迅速从被抽容器向扩敞泵
液蒸气流中扩散,才得以使电真空器件能迅速抽到很高的真空。另外,气体热传导与气体分子热运动速度成正比,因而在粗真空
时,气休热传导性能很好,甚至与压强无关。分子之间相互碰撞越多,热损失越大,热交换越厉害,反之亦然。由于热传导损失
与分子数直接有关,因而高真空时热传导与压强关系很大,此时分子间碰撞很少,热传导很小,因而高真空时才可以使用冷液氮
阱而长时间保持低温。低真空时却不能使用液氮阱。在低、中真空时,气体分子的平均自由程与容器尺寸相差不是太大,气体热
传导在一定程度上与压强有关,真空度愈低,其关系愈弱,反之,气体状态接近于高真空时,气体热传导与压强关系趋于线性(或
正比例),根据这一性质制出了热传导真空计。同样,根据气体在高低真空下内摩擦和枯滞性不同:低真空时内摩擦与压强无关,
而高真空时分子的粘滞性却正比于动量传递者的数目,也即正比于气体压强,由此制出了动量真空计。气体在由被抽容器经过导
管流向真空泵的过程中,由于内摩擦或枯滞性的差异,使之表现出气体特性的一系列变异,对这些性质详细的研究,亦导致了真
空技术在国民经济各领域中的不同应用。在真空系统中,对管道流导的计算使用什么公式,当然得依照气体的运动状态不同情况
而定。这在后面的讨论中还会提到。但根据前面的讨论,可以看出,正确地判断气体的不同运动状态当然是极重要的了。