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真空容器の圧力および真空計の指示値を求めよ
pc_knightの回答
最も正解に近いのは、（４）である。但し、電離真空計の指示値は少々外れています。 流量 ”１（ｓｃｃｍ→ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎ）” を 「Ｐａ・Ｌｉｔｅｒ／ｓｅｃ」 に換算すると ”１．６８９（Ｐａ・Ｌ／ｓｅｃ）” になります。 なぜなら １（気圧）→１０１３００（Ｐａ）、 １（ｃｃ）→１０＾－３（Ｌｉｔｅｒ） １（分）→６０秒 であるから１０１３００（Ｐａ）×１０の－３乗（Ｌｉｔｅｒ）／６０（ｓｅｃ）＝１．６８９（Ｐａ・Ｌ／ｓｅｃ） また、流量Ｑ（Ｐａ・Ｌ／ｓｅｃ）、圧力Ｐ（Ｐａ）、排気速度Ｓ（Ｌ／ｓｅｃ）の間には Ｑ＝Ｐ・Ｓの関係があるから Ｐ＝Ｑ／Ｓ＝２×１．６９／３００＝５．６３×１０＾－３（Ｐａ）となります。 従って、電離真空計の指示値＝Ｐ×比感度＝７．５５×１０＾－３（Ｐａ）となります。 余談ですが、 排気速度Ｓは厳密にいうとポンプの排気速度ではなく、配管の先にある真空容器での排気速度を用いなければなりません。 ポンプの排気速度をＳｐ、配管のコンダクタンスをＣ、真空容器での排気速度をＳｃとすると Ｓｃ＝Ｓｐ×Ｃ／（Ｓｐ＋Ｃ）となり、ポンプの排気速度より小さいＣ／（Ｓｐ＋Ｃ）倍の値になります。 真空容器圧力のポンプ圧力に対する倍率は、逆数である（Ｓｐ＋Ｃ）／Ｃ倍になりＰｃ＝Ｐｐ×（Ｓｐ＋Ｃ）／Ｃとなります。 流量で見ると、真空容器でもポンプでも等しい値で、Ｑ＝Ｐｐ・Ｓｐ＝Ｐｃ・Ｓｃとなります。
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お礼
詳細ありがとうございます。 こちらで計算しても合わなかったので、、問題を作成した方に 問い合わせてみます。