質問: 真空容器からの放出ガス量の求め方 真空容器に排気速度「s=1m3/s」のtmpが配管「c1=0.1m3/s」「c2=0.4m3/s」を介して繋がっている。 真空容器の圧力が「p=1.0x10^-4」の時の容器からの放出ガス量qと≒の値(pa・m3/s)どれか? (1) 7.4 (2) 1.0x10^-4 (3) 1.0x10^-3 (4)7.4x10^-6
回答: 回答は既に出ていて、その通りです。 変数を次のように定義して詳しく説明すると <変数の定義> pp:ポンプの吸気口の圧力 pt:2種の配管の継部の圧力 p:真空容器の圧力 s:ポンプの排気速度・・・1m3/s q:ガス流量 <説明> 『コンダクタンスc2の配管の流量=ポンプの排気量』が成立するから (pt-pp)・c2=pp・s・・・・式(1) 『コンダクタンスc1の配管の流量=コンダクタンスc1の配管の流量』が成立するから (p-pt)・c1=(pt-pp)・c2・・・・式(2) 『ガス流量=ポンプの排気量』が成立するから q=pp・s・・・・(3) 但しqには (1)元々真空容器内に存在していた気体分子の排気流量 (2)漏れ(リーク)により流込む気体量 (3)真空容器内壁に吸着していた分子(主に、水の分子)の放出量 が含まれる。 (1)式から c2・pt=(s+c2)・pp →pt=3.5pp・・・・(4)式 (1)式に(4)式を代入して pp=p/13.5=7,4×10^-6(pa)・・・・(5)式 (5)式を(3)式に代入して q=7,4×10^-6 (pa・m3/s)・・・・(7)式 が得られる。 そしてpが平衡状態、即ち(1/p)・dp/dt≒0の状態(=排気開始からそれなりの時間が経過した状態)、 且つリークがないなら (7)式のqの値は放出ガス量とみなせる。