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真空排気

2007年10月27日 21:20

 1L/secの真空ポンプで1Lの真空容器を排気
すると、1秒で真空になるのでしょうか?

 水などの場合、1秒で水を他の場所に移動させれば
容器の中は空になります。水は圧力が変化しても体積
はほとんど変化しないからです。気体は圧力が変化しま
すと体積がほぼ倍になりますので、水のようにはいかな
いことがわかります。

 1Lの容器に対して、1Lの真空に引かれている同じ容量
の容器があるとします。それぞれの容器間を遮断している
バルブがあり、このバルブをあけると空気が両方の部屋に
広がりますが、得られる圧力は1/2気圧になりこれをくり
かえしていったとしても空気を完全に除くことは出来ません。
気体の場合は真空排気で引いても引いても、水のように無く
なることは無く無限に薄くなるだけなのです。

 この薄くなるスピードは・・・

 もし、真空にしたい容器の容積が1Lとして、1L/secの
真空ポンプで排気すれば、1秒ごとに圧力は約1/2.7
(およそ1/3)になります。10Lの容器を1L/secで排気
すれば、10秒ごとに圧力が約1/3となりますが、決して
時間をかけても圧力がゼロ(絶対真空)になることは無いの
です。

 真空容器がリークゼロ、真空ポンプも完璧な理論性能を持
っていたとして、1L容器を1L/secの真空ポンプで約30秒
で 10-9Pa (10-11Torr)の超高真空になるわけですが。

 真空をご存知の方ならお分かりの通り、そのようなことはあり
えませんよね。


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明日は、大リーグ松坂が当番予定です。
野球が楽しめる週末ですね!

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