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　　在真空科學(xué)中，真空的含義是指在給定的空間內(nèi)低于一個大氣壓力的氣體狀態(tài)。

       人們通常把這種稀薄的氣體狀態(tài)稱為真空狀況。這種特定的真空狀態(tài)與人類賴以生存的大氣在狀態(tài)相比較，主要有如下幾個基本特點(diǎn)：

　　( 1 )真空狀態(tài)下的氣體壓力低于一個大氣壓，因此，處于地球表面上的各種真空容器中，必將受到大氣壓力的作用，其壓強(qiáng)差的大小由容器內(nèi)外的壓差值而定。

      由于作用在地球表面上的一個大氣壓約為 10135N/m2，因此當(dāng)容器內(nèi)壓力很小時(shí)，則容器所承受的大氣壓力可達(dá)到一個大氣壓。不同壓強(qiáng)下單位面積上的作用力，如表 1 所示。

　　( 2 )真空狀態(tài)下由于氣體稀薄，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)，即氣體的分子密度小于大氣壓力的氣體分子密度。

     因此，分子之間、分子與其他質(zhì)點(diǎn)(如電子、離子等)之間以及分子與各種表面(如器壁)之間相互碰撞次數(shù)相對減少，使氣體的分子自由程增大。表 2 給出了常溫下大氣分子平均自由程與大氣壓力的關(guān)系。

　　表 1 不同壓力下單位面積上的作用力

　　壓力 (Pa)作用力 (kg/cm2 )壓力 (Pa)作用力 (kg/cm2 )

　　1051.033285 × 1036.79755 × 10-2

　　5 × 1046.79755 × 10-11 × 1031.35951 × 10-2

　　3 × 1044.07853 × 10-15 × 1026.79755 × 10-3

　　1 × 1041.35951 × 10-11 × 1021.35951 × 10-3

　　表 2 常溫下大氣分子平均自由程與大氣壓力的關(guān)系

　　大氣壓力 (Pa)平均自由程 (cm)大氣 壓力 (Pa)平均自由程 (cm)

　　1056.5 × 10-61 × 10-35 × 102

　　1035 × 10-41 × 10-65 × 10-5

　　1025 × 10-31 × 10-95 × 108

　　1 × 10-15 × 1001 × 10-45 × 1013

　　(3) 真空狀態(tài)下由于分子密度的減小，因此做為組成大氣組分的氧、氫等氣體含量 ( 也包括水分的含量 ) 也將相對減少。表 3 給出了標(biāo)準(zhǔn)大氣的成份。

　　表 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣的成分

　　成分分子量容積百分比重量百分比分壓強(qiáng)(托)

　　N2(氮)28.01347.08475.520593.44

　　O2(氧)31.998820.94823.142159.20

　　Ar (氬)39.9840.9341.2887.10

　　CO2(二氧化碳)44.009953.14 × 10-24.8 × 10-22.4 × 10 -1*

　　Ne (氖)20.1831.82 × 10-31.3 × 10-31.4 × 10-2

　　He (氦)4.00265.24 × 10-46.9 × 10-94.0 × 10-3

　　Kr (氪)83.801.14 × 10-43.3 × 10-48.7 × 10-4

　　Xe (氙)131.308.7 × 10-63.9 × 10-36.6 × 10-5

　　H2(氫)2.015945 × 10-53.5 × 10-64 × 10-4

　　CH4(甲烷)16.043032 × 10-41 × 10-41.5 × 10-3

　　N2O (氧化二氮)44.01285 × 10-58 × 10-44 × 10-3

　　O3 (臭氧)47.9982夏： 0~7 × 10-60~1 × 10-50~5 × 10-5*

　　冬： 0~2 × 10-60~0.3 × 10-50~1.5 × 10-5*

　　SO2 (二氧化硫)64.06280~1 × 10-40~2 × 10-40~8 × 10-4*

　　NO2 (二氧化氮)46.0550~2 × 10-60~3 × 10-690~1.5 × 10-5*

　　NH3 (氨)17.030610~ 痕跡量0~ 痕跡量0~ 痕跡量

　　CO (一氧化碳)28.010550~ 痕跡量0~ 痕跡量0~ 痕跡量

　　I2(碘)253.80880~1 × 10-60~9 × 10-50~8 × 10*6*

　　* 表示隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化的值

　　真空的這些特點(diǎn)、已被人們在豐富的生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)中加以利用，這一點(diǎn)我們將在下節(jié)中詳述。

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