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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

真空装置にArガス「2sccm」を導入、Arに対する排気速度は「300L/s」である。 真空容器の圧力を求めよ。 また、装置の電離真空計の指示値を求めよ。 電離真空計はN2に対し校正しており、Arに対する比感度は1.34である。 (1).1.13x10^-2,8.41x10^-3(Pa) (2).1.13x10^-2,1.51x10^-2(Pa) (3).5.63x10^-3,4.20x10^-3(Pa) (4).5.63x10^-3,7.77x10^-3(Pa)

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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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質問者からのお礼

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。

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