Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 12 maj 1951 - Manometre for lave gasstrykk, av Hans von Ubisch
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 maj 1951
385
Manometre for lave gasstrykk
Cand. real. Hans von Ubisch, Stockholm
Et trykk er definert som en kraft per flateenhet.
Trykket i en gass kan bestemmes ved å måle
f.eks. høyden av den veskesøyle som gir samme
trykk eller ved å måle den elastiske deformasjon
av et membran. Men når trykket blir meget lite,
er disse enkle og översiktlige metoder
util-strekkelige. Man har derför sett seg om efter
andre målemetoder, som dog for det meste er
indirekte metoder og derför krever en del
teoretisk innsikt. På grunn av instrumentenes
mangfoldighet er det blitt et virkelig problem å
finne frem til den beste type for en bestemt
an-vendelse.
Forskningen har i de siste årene vært
konsen-trert om nøyaktige absoluttmålinger av trykk
mellem 0,001—0,1 torr, oin den utvidete
praktiske anvendelsen av molekularmanometret, om
varmetrådsmanometre for høyere trykk og om
jonisasjons- og Penning-manometre for ekstremt
lave trykk. Prinsipielt nytt er den direkte måling
av partialtrykk ved hjelp av massespektrometer.
I den foreliggende artikkel er eldre litteratur
og teoretiske utredninger stort sett sløyfet. Det
henvises til de eldre oversiktene1"4, blant hvilke
Dushman’s er å foretrekke, og dessuten til gitte
referenser.
Definisjoner og dimensjoner
Den hittil mest brukte enhet for trykk i
va-kuumteknikken er mm kvikksølvsøyle, målt ved
0°C. Betegnelsen torr (efter Torricelli, 1608—
1647) for denne brukes mest i europeisk
litteratur. De mindre enhetene er mt og [it. I USA
be-tegnes 1 mt med 1 micron. For teoretiske formål
er enheten i cgs-systemet mere rasjonell, nemlig
dyn/cm2. 1 dyn/cm2 betegnes med 1 mikrobar
(,ab) og de større enhetene med millibar (mb)
og bar. Relasjonene blir
1 mb = 0,750 torr = 100 n/m2 (n = newton,
Giorgi-systemet).
1 standard atmosfære = 760 torr = 1 013,3 mb
= 1 033 p/cm2 (p =pond).
Ved arbeidet med fortynnede gasser er trykket
ofte bare en representant for to andre størrelser,
nemlig konsentrasjoner og midlere frie
veileng-der.
1 mol av en ideal gass opptar ved 1 atmosfære
og 0°C et volum av 22,41 1. Den utgøres av
6,023-1023 molekyler (Avogadro’s tall). For å
531.788
komme over til andre trykk og temperaturer
for-utsettes gyldigheten av tilstandsligningen
pV — RT
Denne ligning brukes i vakuumteknikken meget
forbeholdsløst også for reelle gasser fordi
mole-kylavstandene blir så store. De avvikelser som
måtte oppstå blir ofte maskert av f.eks.
adsorp-sjon.
Når et vakuummeter i virkeligheten måler
gass-konsentrasjoner, vil det ikke nødvendigvis bli
påvirket av fremherskende bevegelsesretninger i
gassen (i pumper). Man kan da anvende
tilstandsligningen for å definere et ekvivalent
trykk. Hvis delene av et sammenhengende
vakuumsystem holder forskjellig temperatur,
opp-trer termomolekulare trykkdifferenser. For
meget lave trykk gjelder pjp* = vtint*.
Den midlere frie veilengde er definert gjennem
den strekning som et molekyl gjennemløper
mellem sammenstøtene med andre molekyler.
Veilengden beregnes (for idealiserte gasser) efter
en formel som er angitt av Chapman og som gir
en relasjon med gassens viskositet. Man finner
f.eks. ved 20° C og 1 torr
H2: 9,1 • 10-3 cm Oa: 5,3 • 10 3 cm
He: 14,5-10-3 cm S02: 2,3 • 10 3 cm.
Ved samme temperatur er veilengden omvendt
proDorsional med trykket.
Temperaturavhengig-heten ved konstant trykk er omtrent som 7ln + 1/2>
hvor 0,6 < n < 1,1. De angitte verdier gjelder
ikke for abnormt store eller små
molekylhastig-heter, for fremmede molekyler, joner eller
elektroner i en gass.
Trykkutjevningen ved lave trykk skjer gjennem
diffusjon av molekylene og ikke ved forskyvning
av gassmasser. Både for å unngå
separasjons-effekter og også for å få små tidskonstanter må
manometrenes tilslutninger være tilstrekkelig
vide og korte. En eksperimentell undersøkelse av
tidskonstantene er nylig blitt utført av Schaaf
og Cyr5.
Lave trykk er et relativt begrep. Kriteriet er for
ett gitt vakuumsystem at veilengden er
tilstrekkelig stor for at støt mellem molekylene kan
for-sømmes mot støt mot veggene
(Knudsen-til-stand). Med høyvakuum betegnes ellers trykk
under ca 1 mt.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
