低真空的获得与测量..

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1、实验报告PB09210089谯志实验题目：低真空的获得和测量；实验目的：了解最基本得真空系统的结构，尤其是低真空系统的结构，了解低真空的获得设备——机械机械泵以及热传导真空计、U型真空计、高频火花正空测定仪的原理及使用。实验原理：1、真空的获得：1)机械泵：真空获得中最常用的设备，不仅可以直接获得低真空，还常用作为获得高真空的前级泵；2)扩散泵：靠油的蒸发->扩散->喷射->凝结重复循环来实现抽气，能有效地带走气体分子，气体分子被带往出口处再由机械泵抽走；2、真空的测量：1)水银U型管压力计：无需校准，可以在气压不太低时使用；2)热偶真空计：利用在低气

2、压下气体热导率与压强之间依赖关系，测量范围100-10-1Pa之间；3)高频电火花真空测定仪：粗略测量玻璃真空系统的仪器，从放电辉光颜色可以粗略估计真空的气压；3、真空系统：最简单的系统结构只需机械泵加上测量仪器即可获得粗真空到低真空的工作氛围。4、机械泵抽速的测定：实验步骤：1、学习开动机械泵获得低真空；2、利用U形管，热偶计测量真空度;3、观察不同真空度时放电现象，与U形管热偶计比较，对照;4、求得本次实验之最高真空度;5、测量P－t关系曲线并求粗真空下的机械泵的抽速。实验现象与实验数据气压放电管电火花大气无现象无现象5cmHg两极出现紫色细光条紫

3、色两极紫色宽带逐渐充满整个管内紫红色管内气体逐渐变为淡青色粉红色玻璃管内出现蓝色荧光淡粉红色一.真空管的放电现象以及火花仪的放电颜色与气压的关系如下所示:现象分析：1.放电管的放电现象是由于放电管产生高压使气体电离发光而产生的。管内气体比较多时，由于气压过度，放电管放电产生的带电粒子还不足以使气体电离和激发发光，因而观察不到现象。2.管内气压达到1×10Pa数量级时，放电辉光颜色为紫色和粉红色，是因为在此气压下氧氮受激发产生的。3.系统内气压不同放电辉光的颜色也不同。因为气压不同，放电管放电电离激发的气体分子也不同，从而产生不同颜色的光，气压过低时，带

4、电粒子与气体分子碰撞太少，发光微弱。4.放电现象和火花现象不完全相同，是因为相同气压下两者在管内产生的电压不同，从而电离的气体成分也不同，发光颜色自然有差异。二、做P－t关系曲线并求粗真空下的机械泵的抽速(1)U型管压强计所测得的数据列表如下:(压强为进行曲对数运算后的数据)1cmHg=1.333×103Pa0102030405060702724.722.119.41714.812.911.135.9932.9329.4625.8622.6619.7317.2014.803.2958373.2068033.0955782.9652732.8332132

5、.6946272.5572272.40694580901001101201301401509.88.67.56.554.33.73.113.0611.4610.008.666.675.734.934.132.2823822.1517622.0149031.8718021.6094381.4586151.3083331.131402时间T与压强P的关系图得到的lnP-t曲线如下图所示时间T与lnP的关系图Y=A+B*XParameterValueError--------------------------------------------------

6、----------A3.682670.02745B-0.014533.11812E-4------------------------------------------------------------RSDNP-------------------------------------------------------------0.996790.057516<0.0001------------------------------------------------------------综上可得，=-0.01453=-2×（-0.01453

7、）≈0.029(L/s)（2）热偶计所读得的数据列表如下：1Torr=133Pa压强P/Torr0.20.10.090.080.070.060.05压强P/Pa26.613.311.9710.649.317.9826.6lnP3.2809112.5877642.4824042.3646202.2310892.0769383.280911时间t/s035.2747.6860.3074.8495.05136.34得到的P-t曲线如下图所示：时间T与汞柱高度变化的关系图时间T与lnP的关系图Y=A+B*XParameterValueError--------

8、-----------------------------------------------