真空度的表征及单位

bomoaa · 发表于 2013-3-9 15:17:10

用压力表示真空度是由历史上采用U型压力计测量真空所形成的，这并不十分合理。
在一般真空系统中，通常以各向同性的中性气体的压力这一流体静力学的物理量表示真空度，因此，真空度的测量仅仅归结于压力的测量。但特别应注意测量条件。测量的对象是在有限的容器内、静止(随机运动)、稳态、各向同性单一的中性气氛。在这种情况下，麦克斯威速度分布、余弦散射定律和流体静力学压力概念( p = nkT，v = 1/4nc，p = ρgh)都较好地符合客观实际，真空度的测量也比较简单容易。
根据真空度定义，真空度最好用分子密度n表示，而以压力表示真空度与此并不矛盾。测量压力时，一般气体处于平衡态并满足麦克斯威速度分布定律，即 p = nkT 成立。测量时气体温度T一定，所以气体压力p正比于分子密度n。也就是说，此时压力是分子密度的量度，所以可以用压力表示真空度。
在空间研究中，研究对象是无限空间运动(1～lOkm·s-1或更高)、非稳态、综合环境作用下的复杂气氛，此时麦克斯威速度分布定律和余弦散射定律就不一定成立，所以压力也失去了原来的物理意义，真空度的测量比较复杂和困难了。
在一般情况下，以压力表示真空度是流行、沿用的，但也不是唯一的，还可以用如下参数表示真空度：
当真空度很高时，即分子密度很小时，统计涨落十分明显，如压力 p = 10-12pa时，统计涨落已大于5×10-2，压力已失去真实意义。由此看来，在某些情况下，压力只是其它量的相对指示而已。
根据气体分子对表面碰撞而定义的气体压力，是碰撞单位表面积气体分子动量垂直分量的时间变化率，即单位面积上所受的力，单位为“帕斯卡”(Pascal)，简称“帕”(Pa)。
1Pa = 1Nm-2
在工程上有时嫌帕的量值太小，常采用kPa和MPa表示压力。
低真空时，有时用“真空度百分数”表示，比如水环式真空泵、往复式真空泵和直排大气罗茨真空泵常用此单位表示真空度。当压力p>102Pa时，真空度百分数δ为

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