Вакуум, форвакуум (от лат. vacuum - пустота) - газовая среда, содержащая
газ при давлениях, существенно ниже атмосферного. Форвакуум - "предвакуум",
газовая среда с давлением газа ниже 5 мм ртутного столба. Вакуум характеризуется
соотношением между средней
длиной свободного пробега 
молекул газа и размером d, характерным
для каждого конкретного процесса или прибора. Таким размером могут быть
расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода,
расстояние между электродами электровакуумного прибора и т. п.
Величина 
равна отношению средней скорости молекулы 
к
числу Z столкновений, испытываемых ею за единицу времени: эту величину
можно также выразить через диаметр молекулы dМ и число
молекул п в единице объёма:
(для электронов 
в 5-6 раз больше).
В зависимости от величины
отлошения 
различают
низкий (
), средний
(
), высокий (
)
В. В низком В. преобладают столкновения молекул друг с другом, в высоком В.
преобладают столкновения молекул со стенками камеры. В обычных вакуумных установках
и приборах (d=10 CM) низкому вакууму соответствуют давления р>102
Па (1 мм рт, ст.), среднему В.- от 102 до 10-1 Па (1-10-3
мм рт. ст.), высокому вакууму - р<10-1 Па (10-3 мм
рт. ст.; табл. 1). В по-рах или каналах диам. ~1 мкм высокому В. соответствует
давление начиная с десятков и сотен мм рт. ст., а в камерах для имитации космич.
пространства (объёмом в десятки м3) граница между средним и высоким
вакуумом порядка 10-5 мм рт. ст.
где 
- коэф. захвата частицы поверхностью. Сверхвысоким В. наз. область давлений
р<10-8 мм рт. ст., когда 
>неск.
минут.
Tабл 1. - Характеристики
различных степеней вакуума (d~10
см)
|
|
||||||
|
низкий |
средний |
высокий |
сверхвысокий |
|||
|
Диапазон давлений,
Па (мм рт. ст.) |
105-
133 (750-1) |
133-1,33*10-1
(1-10-3) |
1,33*10-1-1,33*10-5
(10-3-10-7) |
"1,33*10-6
(10-8) |
||
|
Число молекул в
1 м3 |
1025-1022 |
1022-
1019 |
1019-1016 |
[1016 |
||
|
Режим течения газа |
Вязкостный |
Переходный к молекулярному |
Молекулярный |
Молекулярный |
||
Понятие сверхвысокого В.
связывается не с величиной отношения 
,
а со временем 
,
необходимым для образования мономолекулярного слоя газа на поверхности твёрдого
тела в В., к-рое оценивается по ф-ле:
Основные составляющие воздуха,
за исключением H2O, CO2 и Xe, при комнатной температуре -
газы, они находятся при температуре T выше критической Ткр
и не могут быть переведены в конденсир. состояние повышением давления. При Т<77
К все атм. газы, кроме H, Не, Ne, переходят в жидкое состояние (табл. 2).
Табл. 2.-Некоторые параметры
атмосферных газов при P=105 Па (750 мм рт. ст.) и Т=273 К
|
Газ |
Ткр,К |
|
|
Число молекул,
ударяющихся о поверхность N,(м-2с-1)*10-37 |
Объём в сухом атмосферном
воздухе, % |
||
|
H |
33,2 |
11,04 |
16,93 |
11,23 |
5*10-5 |
||
|
Не |
5,23 |
17,53 |
12,01 |
7,969 |
5,2*10-4 |
||
|
Ne |
12,42 |
12,42 |
5,355 |
3,550 |
1,8*10-2 |
||
|
N2 |
126 |
5,99 |
4,542 |
3,011 |
78,08 |
||
|
O2 |
155 |
6,33 |
4,252 |
2,819 |
20,95 |
||
|
А |
151 |
6,20 |
3,805 |
2,523 |
0,93 |
||
|
СО2 |
304 |
3,88 |
3,624 |
2,403 |
0,033 |
||
|
К |
209 |
4,85 |
2,629 |
1,743 |
1,1*10-4 |
||
|
Xe |
290 |
3,47 |
2,099 |
1,392 |
8,7*10-6 |
||
Свойства газа в низком вакууме определяются частыми столкновениями между молекулами газа, сопровождающимися
обменом энергией. Поэтому течение газа в низком вакууме носит вязкостный характер,
а явления переноса (теплопроводность, внутр. трение, диффузия) характеризуются
плавным изменением (или постоянством) градиента переносимой величины. Напр.,
темп-pa газа в пространстве между горячей и холодной стенками в низком вакууме изменяется
постепенно, и темп-pa газа у стенки близка к температуре стенки. Условие равновесия
для газа, находящегося в двух сообщающихся сосудах при разл. темп-pax,- равенство
давлений в этих сосудах. При прохождении электрич. тока в низком вакууме определяющую
роль играет ионизация молекул в объёме между электродами.
В высоком вакууме поведение
газа определяется столкновениями его молекул со стенками или др. твёрдыми телами.
Движение молекул между соударениями с твёрдыми поверхностями происходит по прямолинейным
траекториям (молекулярный режим течения). Явления переноса характеризуются возникновением
скачка переносимой величины на границах: напр., во всём пространстве между горячей
и холодной стенками примерно 
молекул имеет скорость, соответствующую температуре холодной стенки, а остальные
- скорость, соответствующую температуре горячей стенки, т. е. ср. темп-pa газа во
всём пространстве одинакова и отлична от температуры как горячей, так и холодной
стенок. Кол-во переносимой величины (теплота) прямо пропорционально р. Условие
равновесия газа, находящегося в сообщающихся сосудах при разл. темп-pax: 
, где n1 и n2 - концентрации газа в сосудах.
Прохождение тока в высоком вакууме возможно в результате электронной эмиссии с электродов.
Ионизация молекул газа имеет существ. значение только в тех случаях, когда длина
свободного пробега электронов становится значительно больше расстояния между
электродами. Такое увеличение может быть достигнуто при движении заряж. частиц
по сложным траекториям, напр. в магн. поле.
Достигаемая степень разрежения
определяется равновесием между скоростью откачки и скоростью выделения газа
в откачиваемом объёме. Последнее может происходить за счёт проникновения газа
извне через течи, сквозь толщу материала стенок путём диффузии, а также в результате
выделения газа, адсорбированного на стенках аппаратуры или растворённого в них.
A. M. Родин, А. В. Дружинин.
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
, (м)* 108
, (м/с)*10-2