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时间:2020-11-24
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1、1例1、一体积为2L的容器,其上有一漏率为1×10-4Torr·L/s的漏孔。由一真空泵抽气,泵在容器处的有效抽速为Se=10L/s。试求:(1)容器的平衡压强;(2)试问将漏孔堵住时,系统抽至1×10-6Torr所需的时间。解:(1)(2)堵漏后Q=02例2、一被抽容器通过a、b、c三种不同规格的管道与一泵相连,如图1所示。各管道尺寸如下:(a)排气管:直径1cm,长2cm。(b)缩颈管:直径0.5cm,长2cm。(c)连接管:直径2cm,长50cm。容器的容积为V=100升,容器中初始气压为1atm。问:(1)从容器的出口到
2、泵的入口之间的总流导是多少?(2)若泵的抽速为150升/秒,问泵对容器的有效抽速为多少?(3)若容器上有一个漏率为10-7托升/s的漏孔,问容器内的平衡压强将是多少?(4)在存在上述漏孔的情况下,问将容器从1atm抽至2×10-6托所用的时间?3解:(1)流导的计算:(Ⅰ)排气管:短管;(Ⅱ)缩颈管:短管;(Ⅲ)连接管:长管;单位:C(L/s);L、D(cm)短管:长管:●计算各段流导:●总流导:4(2)求有效抽速:若Sp增至1000升/秒,●可见,流导太小,即使增加泵的抽速,对于实际的有效抽速仍然是没有作用的。5(3)平衡压强
3、的计算,由抽气方程(4)抽气时间的计算6例3、某排气台可以同时在三个排位进行排气,如图所示,所用高真空泵抽速为100L/s,排气管由两段组成,L1=10cm,d1=6mm;L2=1.5cm,d2=3mm,连通横管流阻可忽略不计,每个电子管的体积为10L,内部起始压强为1atm。(1)试求每一个电子管出口处的有效抽速。(2)若每个电子管上均有一个漏率为10-7托升/s的漏孔,问电子管内的平衡压强将是多少?(3)在存在上述漏孔的情况下,问将每个电子管从1atm抽至2×10-6托所用的时间。L1,d1L2,d27解:(1)设每个电子管
4、出口处的有效抽速为Se;电子管出口处压强为P1,连通横管处的压强为P2;每个电子管与连通横管之间的流导为C;泵的抽速为Sp。经判断,管道为短管,其对应的流导计算为:SeP1P2Sp8每一个电子管出口处的有效抽速:SeP1P2Sp9(2)平衡压强的计算由抽气方程出发:(3)抽气时间的计算例4:有容器A和B由阀门K隔开,如图所示,已知容器A的容积为2.5L,其中充有压强为200Torr的氮气;容器B的容积为4L,其中充有压强为500Torr的氦气。当阀门打开后,问容器A和B中的压强为多少?(管道体积可忽略)AB解:(1)分压强的计算
5、(2)总压强的计算K例5:有一杜瓦瓶,两壁间距离为0.6cm,其间是温度为60ºC的氮气,设氮气分子直径为3.75埃,试决定氮气的压强必须小于何值才能使这个杜瓦瓶具有保温效果?解:自由分子流:例6:两个真空室用一孔相连(孔径),一室充满氢气,另一室充满氧气,氧压强两倍于氢压强,但温度相同,打开孔,则将看到什么情况出现?H2O2d解:由于,自由分子流碰撞频度:例7:如图(a)所示的系统,电离计工作时壳内的温度为70ºC。问它所指示的真空度能否反映容器内的真空度?如果真空容器正在烘烤,如图(b)所示,烘箱为400ºC,问电离计所指示
6、的真空度应当如何修正(忽略电离计与容器间连接的导管的影响)?泵电离计泵电离计烘箱T=400ºC(a)(b)由,,,,得:例8:试讨论:如将涡轮分子泵的静叶轮组去掉,只安装动叶轮,问这种装置运转时会有什么效果?利用克努增原理工作●克努增原理:(1)碰撞于固体表面的分子,它们飞离表面的方向与原飞来方向无关,并按与表面法向成θ的余弦而分布。(2)分子在固体表面要停留一段时间,与固体进行能量交换。(3)分子离开表面的时候会带有固体表面的某些特征15例9:已知一质谱图,其位置为:2、4、12、14、16、17、18、28、32、40、44
7、,试确定气体。一般思路:(1)根据谱图的位置,用主峰判断可能有哪些气体。(2)根据谱图的位置,用副峰判断可能有哪些气体。16质量数24121416171828324044对应的离子H2+He+C+N+CH2+O+NH2+CH4+NH3+HO+H2O+N2+CO+C2H4+O2+Ar+CO2+主峰判断出的气体H2HeCH4NH3H2ON2COC2H4O2ArCO2副峰判断出的气体H2HeH2ON2COO2ArCO2
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