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真空度的衡量

工程上常以真空度的高低,来衡量气体稀薄的程度。尽管真空度的高低实质上是气体分子个数的多少,但由于不可能对分子个数进行测量,不便使用,所以通常用真空容器内气体的压力来表示。气体的压力越低,表示真空度越高,气体的压力越高,则表示真空度越低。这种方法易于测试,反应灵敏,是真空测量的基本方法。

真空度的测量单位通常有下列三种:

(1)毫米汞柱(mmHg)和托(Torr)因为早期对真空度测量使用U形水银压力计,以汞柱的高度来表示真空容器的压强,于是就以毫米汞柱作为真空度的测量单位,一直沿用至今。过去曾规定一个标准大气压为760毫米汞柱,后来由于科学技术的进步,发现以汞柱的高度来表示压力并不精确,因为即便是用高纯度的汞来测量标准大气压,其结果也不一致。所以要求测最的精确度较高时,使用毫米汞柱这个单位就不合适了。

国际计量单位规定,标准大气压的压力单位为帕(Pa),1Pa等于每平方米面积上作用1牛顿的力,以Pa来定义的标准大气压为:

1标准大气压(atm) = 101325帕(Pa)。为T与毫米汞柱相对应,又以Pa定义的标准大气压的1/760命名为托。托在数值上与毫米汞柱相差甚微,通常认为二者相等。

(2)毫巴毫巴是在CGS制中,以每平方厘米的达因数来表示压力的测最单位。因为毫巴是国际单位帕的100倍,又等于毫米汞柱的3/4,换算方便,使用较多,尤其在气象科学中使用最为普遍。

(3)真空百分数在测量低粗真空(压力高于1Torr)时,也有用真空百分数来表示真空度的。这就比较直观地表达了与标准大气压相比真空容器压力减少的比例。真空百分数越大,表示真空度越高,真空百分数越小,表示真空度越低。
对真空的程度又划分为五个区域,以便概括其工作范围。这主要是根据真空应用、真空物理特点、常用真空泵、真空规等的使用范围及其它方面来考虑的。

下面的真空区域划分仅供参考。

粗真空<766-10Torr

低真空<10-10-3Torr

高真空<10-3-10-8Torr

超高真空<10-3-10-12Torr

极高真空<10-12Torr

一般工业技术中的真空应用,例如冶炼、蒸发、脱水、脱气、浸演、吸移等工艺要求,多在粗真空和低真空的区域内。电子器件要求的真空度,如电于管、显象管、二射线管等多在高真空区域内。宇宙航行、空间科学的棋拟室,以及表面物理的研究试验装里,则要求达到超高真空的区域。


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