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真空原理文档--第1页

在真空科学中，真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。人们

通常把这种稀薄的气体状态称为真空状况。这种特定的真空状态与人类赖以生存的大气

在状态相比较，主要有如下几个基本特点：

（1）真空状态下的气体压力低于一个大气压，因此，处于地球表面上的各种真空

容器中，必将受到大气压力的作用，其压强差的大小由容器内外的压差值而定。由于作

2

用在地球表面上的一个大气压约为10135N/m，因此当容器内压力很小时，则容器所

承受的大气压力可达到一个大气压。不同压强下单位面积上的作用力，如表1所示。

（2）真空状态下由于气体稀薄，单位体积内的气体分子数，即气体的分子密度小

于大气压力的气体分子密度。因此，分子之间、分子与其他质点（如电子、离子等）之

间以及分子与各种表面（如器壁）之间相互碰撞次数相对减少，使气体的分子自由程增

大。表2给出了常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系。

表1不同压力下单位面积上的作用力

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压力(Pa)作用力(kg/cm)压力(Pa)作用力(kg/cm)

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常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系

大气压力(Pa)平均自由程(cm)大气压力(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

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(3)真空状态下由于分子密度的减小，因此做为组成大气组分的氧、氢等气体含量(也

包括水分的含量)也将相对减少。表3给出了标准大气的成份。

表1标准大气的成分

成分分子量容积百分比重量百分比分压强（托）

N（氮）28.01347.08475.520593.44

2

O（氧）31.998820.94823.142159.20