Средняя длина свободного пути молекулы

Движение молкул сопровождается не только ударами в стенки, а их взаимного столкновении молекул движущейся по пространстве.

Т.к. движение молекул (тепловое) имеет прямолинейного пути м/у столкновениями не могут быть одинаковыми. Но благодаря закону распределение мы можем аналогично, ввести понятиср.скорости. понятие ср.длины свободного пути выражается ч/з ϒ. Примем условия, что молекула имеет сферическую форму и взаимодействия с ним как упругое тело. Т.е. взаимодействие м/у молекулами при расстоянием м/у молекулами< чем эффективная расстояние.

Рис.1

Силы действующие на молекулы м/у реальными молекулами в реальных случаях сложны.

Так при некотором ↑-ии расстоянии м/у молекулами может возникнуть силы взаимного притяжение. Столкновение млжно описать ч/з эффективную поверхность: . При этом наименьшими эффектив.диаметр зависит от t⁰-ры и относит.скорость. Определяя ср.длину, мы считаем, что при вероятности того, что в течение некоторого интервала молекула претерпевает столкновения. Не зависящий от его траекторий.

Сред.времени движение молекул до след. столкновения – сред.время свободного времени. Пренебрегая, что молекула движ-ся в одном направлении. Т.к. столкновение молекулы происходит только при расстоянии меньшим σ считаем что 1 молекула описывает в 1 сек относительно других молекул: ; т.к. в единице объема содержится N число молекул, то число столкновении в единицу времени для 1 молекулы добавляется: тогда ср.длина свободного пути молекул:

(21), Т.к. движение 2 молекул. Тогда молекул будет =

где - угол м/у векторами скоростей молекул. Т.к. этот угол может «+» и «-» значением, мы считаем что:

тогда учитывая это обстоятельство:

(22), пологая что эффектив.dмолекулы

Для учета влияние t⁰-ры на эффектив.d молекулы () вводится поправвлчныйкоэф.

(23), где С= величина зависящий от рода газа.

Если ср.длину свободного пути выражить ч/з t⁰-р 273 К, тогда:

(24), по этой форм. можно опр-ть (длину своб.пути) если известны Т. из урав: pV=kTN, => Т=P/kT; с учетом (25) тогда,

Т.о. при Т= опр-го газа, произведение газа на опр.длину будет:

(приP=1 Па), (27).

10)Соединение арматуры и откачиваемых объектов. Арматура – коммуникационные элементы, ловушки, трубопроводы и откачиваемые объекты, соединяясь друг с другом, образуют сложные вакуумные системы. Место соединения двух элементов и более называются узлом вакуумной системы. В узле сумма газовых потоков, проходящих через все соединения и каналы, равна 0.

Если в узле находится вакуумный насос, то уравнение можно переписать:

Рис.

При наличии в вакуумной системе нескольких узлов для каждого из этого узла можно записать уравнение первого вида. Решая систему уравнений для этих узлов можно определить давление во всех узлах вакуумной системы.

Параллельное соединение трубопроводов

Давление P₁ и P₂ на концах трубопроводов одинаково. А суммарный поток, который протекает между двумя узлами, с учутом того, что суммарный поток , тогда:

Расчетную схему в вакуумной системе можно упростить, считая, что узлы связаны одним эквивалентным трубопроводом.

При обобщении молекулярно-вязкостном режиме течении газа и постоянстве температуры (t=const) и молекулярной массе (M=const) функции давления и геометрических размеров проводимости трубопровода.

Получаем 2 уравнения:

Из этих уравнений можно найти диаметр и длину эквивалентного трубопровода.

Последовательное соединение трубопроводов

Рис.

При одинаковом потоке газа во всех элементах трубопровода можно записать:

Тогда, складывая все уравнения:

Общую проводимость трубопроводов можно рассчитать по формуле:

Для расчета сложных вакуумных систем методом механик в сплошной среде делаем следующее допущение:

1)При последовательно соединенных элементах с различным диаметром условных проходов в местах сужения проходного сечения возникает дополнительное сопротивление потоку газа

2)Места расширения проходного сечения сопротивления потоку газа не оказывают

При молекулярном течении потока газа система последовательного соединения отверстий и длинных трубопроводов может быть заменена эквивалентным отверстием, подключенным к бесконечно большому объему.

Для нашего рисунка, с учетом того, что проводимость для круглого отверстия:

Тогда проводимость длинного трубопровода будет равна:

Подставив общую проводимость трубопровода, получается:

Решая уравнение можно найти диаметр отверстия, проводимость которого равна проводимости сплошной сложной системы последовательно соединенных элементов. При вязкостном режиме можно определить размер эквивалентного трубопровода. Если пренебречь сопротивлением отверстий, то систему уравнений можно переписать с учетом нашей общей формулы проводимости, помня что T=const.

Сложив все i-трубопроводы, получим:

Отсюда следует, что диаметр и длина эквивалентного трубопровода должна удовлетворять условию:

Задаваясь длиной эквивалентного трубопровода можно определить его эквивалентный диаметр.

Параллельное соединение нескольких откачиваемых объектов

Рис.

Параллельное соединение нескольких откачиваемых объектов к одному насосу используют при откачке небольших объемов.

Если мы это уравнение запишем для узла P₀, тогда, чтобы определить его размерность:

В любом откачиваемом объеме этой системы давление зависит от P₀. Тогда:

Последовательное соединение объектов

Рис.

При последовательном соединении P₀ определяется по формуле от давления P_i:

Параллельно-последовательное соединение объектов

Рис.

Параллельно-последовательное соединение откачиваемых объектов отличается от параллельного соединения откачиваемых объектов наличием коллектора, проводимость которого соизмерима с проводимостью трубопроводов, непосредственно выходящих из откачиваемого объекта.

То для узла найдем давление P_n:

Тогда давление в любом откачиваемом объеме:

11)Понятие о степенях вакуума. Многие физич-ие процессы в вакууме сильно зависят от соотношения числа столкновений молекул друг с другом и со стенками вакуумной камеры.Частота столкновений между молекулами К_м обратно пропорциональна средней длине свободного пути:К_м=υ_а/L. Из общего числа nυ_аF/4соударенийnV молекул со стенками камеры легко рассчитать среднее число соударений одной молекулы в единицу времени со стенками:Кс =υаF/(4V)=υ_а/dэф,гдеF-площадь поверхности стенок,соприкасающиеся с разреженным газом,V-объем камеры,dэф =4V /F-эффективный размер вакуумной камеры.Для молекул газа внутри сферического сосуда диаметром D эффективный размер камерыdэф =2/3D,для трубы бесконечной длины с диаметром D получимdэф= D а для двух бесконечных параллельных поверхностей,расположенных на расстоянии D друг от друга,-dэф=2D.Отношение К_с/К_мназывается критерием Кнудсена-Кn=К_с/К_м =L/dэф.Различаютнизкий,средний и высокий вакуум. Низкий вакуум -это состояние газа,при к-ом взаимные столкновения между молекулами преобладают над столкновениями молекул газа со стенками вакуумной камеры.ПринимаютКn<5*10^­3.При этом длина свободного пути молекул газа знач-но меньше размеров вакуумной камеры.Течение газа в низком вакууме происходит в вязкостном режиме.Проводимость трубопровода пропорциональна давлению и зависит от его диаметра в четвертой степени.Вязкость и теплопроводность газов не зависят от давления. Средний вакуум -состояние газа когда частоты соударений молекул друг с другом и со стенками вакуумной камеры одинаковы, обычно принимают 5*10^-3<Kn<1,5.Наилучшие условия для электрического пробоя,свечения и ионизации газов. Высокий вакуум- состояние газа при к-ом столкновения молекул газа состенками вакуумной камеры преобладают над взаимными столкновениями молекул газа.При этом Кn>1,5.Течение газа происходит в молекулярном режиме.Проводимость трубопровода зависит от его диаметра и не зависит от давления.

12)Диффузия и проницаемость в твердых телах. Стационарный режим. Взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц вещества. Д. происходит в направлении падения концентрации вещества и ведёт к равномерному распределению вещества по всему занимаемому им объёму (к выравниванию химического потенциала (См. Химический потенциал) вещества).Д. имеет место в газах, жидкостях и твёрдых телах, причём диффундировать могут как находящиеся в них частицы посторонних веществ, так и собственные частицы (Самодиффузия). В твёрдом теле могут действовать несколько механизмов Д.: обмен местами атомов сВакансиями (незанятыми узлами кристаллической решётки), перемещение атомов по междоузлиям, одновременное циклическое перемещение нескольких атомов, прямой обмен местами двух соседних атомов и т.д. Первый механизм преобладает, например, при образовании твёрдых растворов (См. Твёрдые растворы) замещения, второй — твёрдых растворов внедрения. Коэффициент Д. в твёрдых телах крайне чувствителен к дефектам кристаллической решётки, возникшим при нагреве, напряжениях, деформациях и др. воздействиях. Увеличение числа дефектов (главном образом вакансий) облегчает перемещение атомов в твёрдом теле и приводит к росту коэффициента Д. Для коэффициента Д. в твёрдых телах характерна резкая (экспоненциальная) зависимость от температуры. Так, коэффициент Д. цинка в медь при повышении температуры от 20 до 300°С возрастает в 10¹⁴ раз. Значение коэффициента диффузии (при атмосферном давлении)

Стационарный режим, при котором величины, характеризующие систему, не изменяются во времени.

Вакансия- дефект по Шотки, дефект кристалла, представляющий собой отсутствие атома или иона в узле кристаллической решётки. В. имеются во всех кристаллах. В. возникают и исчезают в результате теплового движения атомов. Механизм образования В. можно представить как выход атомов поверхностного слоя на поверхность с последующим переходом возникающих поверхностных «дырок». При этом вместо связи с тремя соседними атомами остаётся только одна связь, а две другие разрываются. Следовательно, работа, необходимая для образования В., равна энергии двух связей.

В. беспорядочно перемещаются в кристалле, обмениваясь местами с соседними атомами. Движение В. является главной причиной перемешивания (самодиффузии) атомов в кристалле, а также взаимной диффузии контактирующих кристаллов. Каждой температуре соответствует определённая равновесная концентрация В.

13)Вязкость газов. При перемещении твердого тела со скоростью vп за счет переда­чи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения.

В области низкого вакуума газ между подвижной 2 и неподвижной 1 пластинами можно разделить на слои толщиной L, где L – средняя длина свободного пути, рис. 1.4.

Скорость движения каждого слоя различна и линейно зависит отрасстояния между поверхностями переноса. В плоскости х₀ происходят столкновения молекул, вылетевших из плоскостей х^` и х^`` Причиной возникновения силы вязкостного трения является то, что движущиеся как единое целое отдельные слои газа имеют различную скорость, вследствие чего происходит перенос количества движения из одного слоя в другой. Изменение количества движения в результа­те одного столкновения равно 2mLdv_п/dx. В среднем в отрицательном и положительном направлениях оси х в единицу времени единицу пло­щади в плоскости х₀ пересекают согласно (1.8) nv_ap/4 молекул, тогда общее изменение количества движения в единицу времени для плоскости х₀ (1.28)

Сила трения по всей поверхности переноса, согласно второму закону Ньютона, определяется общим изменением количества движения в единицу времени:

, (1.29)

где А - площадь поверхности переноса; η - коэффициент динамической вязкости газа:

Отношение η/ρ называют коэффициентом кинематической вязкости. Согласно полученному выражению коэффициент динамической вязкости при низком вакууме не зависит от давления.

С повышением температуры газа η изменяется по зависимости В области высокого вакуума молекулы газа перемещаются между движущейся поверхностью и неподвижной стенкой без соударения. В этом случае сила трения рассчитывается по уравнению_.

Сила трения в области высокого вакуума пропорциональна моле­кулярной концентрации или давлению газа. Уравнение (1.32) с учетом (1.13) можно записать

откуда следует, что сила трения возрастает пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры.В области среднего вакуума сила трения

.

14.При пароструйной откочке молекулы откачиваемого,поступающие в насос через вхадной потрубок 1,взаимодействуя со струей пара,имеющие звуковую или сверхзвуковую скорость приобретают доплнительную скорость в направлений насоса предварительного разрежения,присоединяемого к выходному патрубку 6.В камере 3 происходит смешение откачиваемого газа при паровой струи, выходящей из солпа 2.Запирающий канал 4 создает сопративление обратному потоку газа,обеспечивая коэффицент компрессии насоса. Разделение откачиваемого газа и рабочего пару осуществляется в камере 5 в процессе конденсаций рабочего пара на охлажденных поверхностях, после чего откачиваемой газ выходит из насоса через выходной патрубок, а сконденсировавшийся пар поступает по трубопроводу 7 в кипятильник 8,где вновь испаряется и по паропроводу 9 попадает в рабочее сопло 2,обеспечивая непрерывность процесса откачки. Взаимодействие откачиваемого газа по паровой струей зависит от степени вакуума. При низком вакууме молекулы, находящиеся в правограничном с паровом струей слое, за счет внутреннего трения увлекают другие слои газа.Такие насосы называют эжекторным. В области высокого вакуумы все молекулы откачиваемого газа перемещаясь за счет самодиффузии,непосредственно взаимодействуют с движущейся струей пара, а насосы,работаюших в таких условиях, называют диффузионными. Диффузионный насосы,предназначены для работы в диапазоне давлений 10^-1 - 10 Па,называются бустерными.В этих насосах увеличена мощность подогревателя,применены термостойкие рабочие жидкости,что позволяет увеличить выпускное давление сдвинуть характеристику насоса S_н=f(p) в сторону более высоких давлений.

15. Перенос теплоты в вакууме. Теплопередача в разреженных газах может происходить за счет конвекции, теплопроводности и излучения. При низком вакууме конвективный теплообмен играет важную роль. Перенос теплоты конвекцией от поверхности нити, нагретой до температуры Т_н, к стенкам камеры, имеющим температуру Т, описыва­ется уравнением Е_к = α(Т_н-Т)А, где α - коэффициент теплообмена; А - площадь поверхности нити. Ко­эффициент теплообмена в условиях вынужденной конвекции при попе­речном обтекании нити воздухом α_в = Nuλ/d, где λ - коэффициент теплопроводности газа; d - характерный размер, диаметр нити; Nu=k₁Re^k2 - критерий Нуссельта; Re=v_гdr/h - критерий Рейнольдса; v_г - скорость газового потока; k₁ и k₂ - константы.Теплопроводность газа в качестве явления переноса при низком вакууме можно рассматривать аналогично вязкости газа. Вместо коли­чества движения в этом случае переносится энергия молекул газа. Количество теплоты, отнесенное к одной молекуле газа, Q₁=c_vmT_, где с_v- теплоемкость газа при постоянном объеме; m - масса молеку­лы газа; Т - абсолютная температура. Если концентрация газа n постоянна, то аналогично (1.29) по­лучим выражение для теплового потока:

где λ_н - коэффициент теплопроводности газа при низком вакууме: λ_н = nmv_арLc_v/2 = ηc_v. Коэффициент теплопроводности газа равен произведению коэффи­циента динамической вязкости на удельную теплоемкость, которую можно рассчитать по формуле , где γ=с_p/с_v - отношение теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме (для одноатомных газов γ=1,66; для двухатомных γ=1,4; для трехатомных γ=1,3); k - посто­янная Больцмана; m - масса молекулы газа. Теплопередачу излучением в низком вакууме можно определить по закону Стефана-Больцмана: где Е_и - плотность теплового потока, Вт/м; Т₁, Т₂ – температуры на внешней и внутренней поверхности переноса; Е_г – геометрический фактор (для параллельных плоскостей и цилиндрических оболочек Е_г=1); Е_е - приведенная степень черноты. В высоком вакууме конвективным теплообменом для технических расчетов пренебрегают. Теплопроводность газа между двумя поверх­ностями с температурой Т₂ и Т₁, используя (1.8) oпишем Или с учетом уравнения газового состояния и E_т = - λ_b(dT/dx)A, где λ_b - коэффициент теплопроводности газа при высоком вакууме ,

т.е. при высоком вакууме коэффициент теплопроводности пропорциона­лен давлению.Теплопередачу излучением в высоком вакууме рассчитываем по формуле В области среднего вакуума конвективный теплообмен рассчиты­ваем по формулам (1.35), (1.36). А коэффициент теплопроводности приближенно , (1.45)

где g₁ и g₂ примерно равны длине свободного пути L при средней температуре.

17)Диффузия в газах. Диффузия газов заключается в постепенном проникновении одного газа в другой. Она наблюдается только при различной концентрации газа различных частях сосуда. В результате диффузии концентрации газов постепенно выравниваются во всем объеме сосуда. Различие диффузии от внутреннего трения заключается в переносе массы газа, а не количества движения, поэтому, по аналогии с уравнением (1.36) у нас получится:

М- масса газа, переносимая по оси z (массовый поток газов) D – коэффициент диффузии - градиент плотности газа вдоль оси z. Если отнести массу газа к единице поверхности, то уравнение преобразуется следующим образом – удельный массовый поток и разделим правые части на m, то:

Описывает стационарный процесс диффузии. С точки зрения кинетической теории рассмотрим явление диффузии, воспользовавшись формулой. Полагая, что роль функции fпри диффузии газов играет масса молекул, проходящих в единицу времени в направлении уменьшения концентрации. При этом формулу можно записать:

Т.о. в области средних давлений, когда длина свободного пути меньше размера сосуда, коэффициент диффузии пропорционален средней скорости теплового движения и средней длине свободного пути молекулы. Т.е. диффузия происходит тем быстрее, чем выше температура и меньше давление. Сопоставляя уравнения 1.39 и 1.44 можно получить соотношение между коэффициентом диффузии и динамической вязкостью. Уравнение характеризует случаи когда градиенты концентрации молекул с помощью посторонних источников поддерживаются постоянными, причем молекулы обоих газов обладают равными или близкими значениями средней скорости и средней длины свободного пути. В общем случае, когда газы имеют различные параметры, выражение коэффициента диффузии существенно усложняется. Выражение и могут быть применены для определения потока диффундирующего через какую либо перегородку, если концентрация по обе стороны остается постоянной во времени. Для этого пользуются значением коэффициента диффузии в материале. В ряде случаев имеют место процесс диффузии, при котором концентрация газа меняется во времени. Это наблюдается при смешении двух газов, находящихся в ограниченных объемах и разделены до какого-то времени перегородкой, а затем разрушены. При этом общее число участвующих в процессе диффузии молекул остаются постоянным, а концентрация и переносимая масса меняется во времени. Такое явление будет иметь место при ударении растворенных в металле или в каком либо другом твердом теле газов. В этом случае концентрация газов на поверхности твердого тела остается постоянной и весьма малой, а в толще твердого тела концентрация газов уменьшается. Этот процесс называется нестационарным процессом диффузии и описывается:

1 половина скорость изменения концентрации.

2 – изменение градиента концентрации в направлении координат z.

19)Критерии определения границ режимов течения газа в трубопроводах. Различают низкий,средний и высокий вакуум Низкий вакуум -это состояние газа,при к-ом взаимные столкновения между молекулами преобладают над столкновениями молекул газа со стенками вакуумной камеры.ПринимаютКn<5*10^­3.При этом длина свободного пути молекул газа знач-но меньше размеров вакуумной камеры.Течение газа в низком вакууме происходит в вязкостном режиме.Проводимость трубопровода пропорциональна давлению и зависит от его диаметра в четвертой степени.Вязкость и теплопроводность газов не зависят от давления. Средний вакуум -состояние газа когда частоты соударений молекул друг с другом и со стенками вакуумной камеры одинаковы, обычно принимают 5*10^-3<Kn<1,5.Наилучшие условия для электрического пробоя,свечения и ионизации газов. Высокий вакуум- состояние газа при к-ом столкновения молекул газа со стенками вакуумной камеры преобладают над взаимными столкновениями молекул газа.При этом Кn>1,5.Течение газа происходит в молекулярном режиме.Проводимость трубопровода зависит от его диаметра и не зависит от давления.Критерия Кнудсена,к-ый зависит от давления и размеров вак-ой камеры и опред-ся по формуле:Kn=L/pd, если Kn>1.5-режим молекулярный, если Kn<0.005-режим вязкостный,если между ним-режим молекулярно-вязкостный

20)Основное уравнение в вакуумной технике. Из формул 2.4 2.5 можно получить уравнение, связывающее быстроту откачки сосуда и проводимость трубопровода. Это уравнение можно вывести представив через уравнение 2.4 и 2.5.

2.8

2.9

Поскольку, уравнение 2.8 и 2.9 связывают основные параметры вакуумной системы, эти уравнения называют основным уравнением вакуумной техники. Если проводимость трубопровода системы значительно больше быстроты действия насоса, то быстрота откачки зависит только от насоса и наоборот.

Течение газа

Стационарный газовый поток через элементы вакуумной системы является следствием существующей в них разности давлений, и рассчитывается по формуле

, (1.46)

где р ₁ и р ₂ — давление на концах элемента вакуумной системы, а U — проводимость этого элемента. Проводимость элемента является коэффициентом пропорциональности между потоком и разностью давления и численно равна количеству газа, протекающему через элемент в единицу времени, при разности давлений на концах элемента, равной единице. Если выразить поток в единицах л·торр/с или м3·Па/с, то проводимость выразится соответственно в л/с и м3/с. Выражение потока в кг/с даёт для проводимости размерность кг/(Па·с).
Сопротивление элемента — это величина, обратная его проводимости

. (1.47)

По аналогии с электрическими цепями в вакуумной технике при приближённом рассмотрении процессов течения газа принимается, что проводимость элемента не зависит от его расположения среди других элементов. Тогда для ряда i параллельно соединённых элементов с проводимостями U_i можно определить общую проводимость как

, (1.48)

где N – общее число элементов.
Для ряда последовательно соединённых элементов получим общую проводимость:

. (1.49)

Проводимость элемента вакуумной системы зависит от степени вакуума, при котором наблюдается течение газа. В низком вакууме проводимость растёт при повышении давления. В высоком вакууме она остаётся постоянной.
В низком вакууме основную роль играет вязкостный режим течения газа, при котором характер распределения скорости в поперечном сечении определяется силами внутреннего трения.
При высоком вакууме силы внутреннего трения в газах стремятся к нулю, и существует молекулярный режим течения газа, для которого характерно независимое перемещение отдельных молекул. В среднем вакууме на течение газа одновременно сказывается влияние внутреннего трения и молекулярного переноса. Существующий при этом режим течения называют молекулярно-вязкостным.
В качестве примеров рассмотрим течение газа для двух типов элементов вакуумных систем: отверстий и трубопроводов.
Под отверстием понимается трубопровод, длина которого значительно меньше диаметра, расположенный в стенке и разделяющий два объёма с давлениями р ₁ и р ₂ соответственно.
При вязкостном режиме течения газа закон сохранения энергии для адиабатического истечения газа можно записать в виде равенства приращения кинетической энергии газа изменению его энтальпии

, (1.50)

где G — поток газа; — скорость газа на выходе из отверстия; I ₁ и I ₂ — энтальпии газа до и после прохождения отверстия

22)Дифф-я и проницае-ть в Тв. Телах. Нестационар режим. Взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц вещества. Д. происходит в направлении падения концентрации вещества и ведёт к равномерному распределению вещества по всему занимаемому им объёму (к выравниванию химического потенциала (См. Химический потенциал) вещества). Д. имеет место в газах, жидкостях и твёрдых телах, причём диффундировать могут как находящиеся в них частицы посторонних веществ, так и собственные частицы (Самодиффузия).

В твёрдом теле могут действовать несколько механизмов Д.: обмен местами атомов сВакансиями (незанятыми узлами кристаллической решётки), перемещение атомов по междоузлиям, одновременное циклическое перемещение нескольких атомов, прямой обмен местами двух соседних атомов и т.д. Первый механизм преобладает, например, при образовании твёрдых растворов (См. Твёрдые растворы) замещения, второй — твёрдых растворов внедрения.

Коэффициент Д. в твёрдых телах крайне чувствителен к дефектам кристаллической решётки, возникшим при нагреве, напряжениях, деформациях и др. воздействиях. Увеличение числа дефектов (главном образом вакансий) облегчает перемещение атомов в твёрдом теле и приводит к росту коэффициента Д. Для коэффициента Д. в твёрдых телах характерна резкая (экспоненциальная) зависимость от температуры. Так, коэффициент Д. цинка в медь при повышении температуры от 20 до 300°С возрастает в 10¹⁴ раз. Значение коэффициента диффузии (при атмосферном давлении)

Нестационарный режим, при котором величины, характеризующие систему, изменяются во времени. Диффузия, приводящая к выравниванию концентраций, т.е. к изменению разностей концентраций и самих концентраций компонентов, наз-ся нестационарной.

Вакансия- дефект по Шотки, дефект кристалла, представляющий собой отсутствие атома или иона в узле кристаллической решётки. В. имеются во всех кристаллах. В. возникают и исчезают в результате теплового движения атомов. Механизм образования В. можно представить как выход атомов поверхностного слоя на поверхность с последующим переходом возникающих поверхностных «дырок». При этом вместо связи с тремя соседними атомами остаётся только одна связь, а две другие разрываются. Следовательно, работа, необходимая для образования В., равна энергии двух связей.

Беспорядочно перемещаются в кристалле, обмениваясь местами с соседними атомами. Движение В. является главной причиной перемешивания (самодиффузии) атомов в кристалле, а также взаимной диффузии контактирующих кристаллов. Каждой температуре соответствует определённая равновесная концентрация В.

24)Классификация и осн параметры насосов. К высоковакуумным механическим насосам относятся: пароструйные насосы (парортутные и паромасляные), турбомолекулярные насосы. Молекулярные насосы осуществляют откачку за счёт передачи молекулам газа количества движения от твёрдой, жидкой или парообразной быстродвижущейся поверхности. К ним относятся водоструйные, эжекторные, диффузионные молекулярные насосы с одинаковым направлением движения откачивающей поверхности и молекул газа и турбомолекулярные насосы с взаимно перпендикулярным движением твёрдых поверхностей и откачиваемого газа.

Классификация

Вакуумные насосы классифицируют как по типу вакуума, так и по устройству. Область давлений, с которой имеет дело вакуумная техника, охватывает диапазон от 10⁵ до 10⁻¹² Па. Степень вакуума характеризуется коэффициентом Кнудсена Kn, величина которого определяется отношением средней длины свободного пробега молекул газа к линейному эффективному размеру вакуумного элемента Lэф. Эффективными размерами могут быть расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами прибора.

Вакуумные насосы по назначению подразделяются на сверхвысоковакуумные, высоковакуумные, средневакуумные и низковакуумные, а в зависимости от принципа действия — на механические и физико-химические. Условно весь диапазон давлений для реальных размеров вакуумных приборов может быть разделён на поддиапазоны следующим образом:

Поиск по сайту: