Odplyňváí vakuvých yémů. Vliv adrbvaéh plyu Jliž už zám pricipy adrpc a drpc, pak ihd pchpím, ž úlha pvrchvých prců bud v vakuvých aparaurách vlmi důlžiá, zjméa při pžadavcích a vyku čiu pvrchů a při vlmi ízkém laku, j. v vykém a ulravykém vakuu. I když by byla vakuvá kmra úplě ěá a vývěvy chpé drai (éměř) všchy mlkuly z bjmu - př a viřích ěách a dalších viřích plchách můž bý ahrmadě (adrbvá) brvké mžví plyu (i puz v jdié vrvě bývá pč mlkul 8 9 4 0,5 0 m ), kré můž drbva d bjmu kmry - a přízivě vlivňva lak a lží viří amféry a ím aké prbíhající pracví prcy. m, pak jjí bjm j V m a Uvažm kkréě vakuvu kmru v varu krychl hraě pvrch S 6 m. Prž při amférickém laku j adrpčí k j ai.0 7 - m - (viz dřív), pak při vří kmry a jjím viřím pvrchu vlmi rychl uaví rvvážý av a pvrch bud pkry miimálě jdu vrvu vzduchu j. ai pčm 0 9 mlkul a m - (v kuči bud adrpc vícvrvá). Přdavm i, ž p uzavří kmry by ějaké vývěva rychl dkázala vyčrpa éměř všchy mlkuly plyu z bjmu ak, ž by vzikl ulravyké vakuum, apříklad laku 0-0 Pa. Na viřím pvrchu kmry al zůala adrbvaá vrva vzduchu a prž adrpčí k j při ízkém laku výrazě mší, vrva bud pupě drbva (až k ějakému vému rvvážému avu. Přdpkládjm, ž vývěva j už vypuá a vypčíjm, jaký vzik lak, kdyby za určiu dbu (apř. hd) uvlil j apříklad 0 % adrbvaých mlkul. Pak by byl : pč uvlěých mlkul N 0,,5 0 mu dpvídající kcrac v kmř a přílušý lak p kt,5 0 9 9 N V.,8 0 6,5 0,5.0 9 00 9,5.0 0,06Pa Vidím, ž lak by vzrl mh řádů. drpčí k má dy brvký vliv a vakuvý yém a prž drpc prbíhá uál, ak j zřjmě áš výchzí přdpklad, ž vývěva rychl da d ulravakua, zcla rálý pkl laku plyu v vakuvé kmř až d vykéh vakua a ulravakua bud jiě rlaivě dluhý prc. Pr aké má myl jh přrušváí (vypíáí vývěvy), dkud dam d pžadvaé blai ízkéh laku - črpací prc by dy měl bý přržiý, zjméa pr, aby krmě mlkul z bjmu plyu byly aké učaě dčrpáváy uál drbující mlkuly z viřích ě vakuvéh yému. 9 m Při črpáí vakuvéh yému (kmry) j draňvá ply z bjmu kmry, jh lak pupě klá a učaě prbíhá prc drpc plyu z viřích ě yému (a z všch pvrchů pvých lák uviř) prc azývám dplyňváí vakuvéh yému.
Délka črpacíh prcu pjéh dplyňváím yému bud pr závi a rychli drpc plyu z viřích plch vakuvéh yému.. Rychl drpc Určím pr yí, jaku rychlí drbují mlkuly plyu z pvrchu pvé láky, apříklad clá vyvřá mmlkulárí vrva, za přdpkladu vlmi ízkéh laku klíh plyu, dy při zadbalé hdě adrpc. Pužijm zámý vzah pr drpčí k: j d Za uvdéh přdpkladu způbí drpčí k čílě jě vliký úbyk pvrchvé kcrac za jdku čau, dy : d d V rvici lz parva prměé : d d Jliž využijm dfiic řdí dby pbyu mlkuly a ěě: Pak lz pravu rau jdduš upravi : d d d d K řší parvaé rvic pužívá určiý igrál, přim avím krajvé pdmíky : V pčáčím ča 0 j pčáčí pvrchvá kcrac mlkul a v kčém libvlém ča j kčá pvrchvá kcrac : d Řší j: 0 d
l amaím kču pvrchvu kcraci : čavý pkl pvrchvé kcrac Kcrac pvrchvé vrvy mlkul plyu dy klá v důldku drpc pdl xpcily, k ul blíží j v limiě. Nmá dy myl ázka, za jak dluh drbuj vrva určiu kcrací, al můžm pčía, kdy bud daž určié ulvé výldé kcrac. Pdl přdchzích rvic bud a dba : l Můžm aké zavé vličiu : l f rlaiví pkl kcrac Pm lz pá : l dba přbá k drpci mvrvy f Dba přbá k drpci závií dy a druhu plyu a pvrchu a j záadě důlžié, ž prc drpc můž bý výrazě urychl zvýším ply pvrchu.. Odplyňváí vakuvé aparaury Jliž z přdchzích rvic již vím, jak klá kcrac pvrchvých mlkul, můžm u kcraci zpěě dadi d výchzí rvic pr drpčí k z pvrchu : j d 0 0 Jak j vidě, drpčí k j přím úměrý pvrchvé kcraci a jě jak a klá xpciálě čam - a bcě závií a plě T, druhu plyu a mariálu pvrchu (, 0 ), aké a jh pracváí a čiě. Rvic plaí zcla bcě, pr vakuvu praxi j však jdůlžiější drpčí k z ě vakuvéh yému (a pvrchů pvých lák uviř), krý byl přd črpáím vř a a jhž
pvrchu ak vzikla výchzí rvvážá kcrac vzduchu, při adardí plě 0. C dpvídající amférickému laku Vliv čiy pvrchu dkumují áldující údaj: U běžých krukčích kvů j drpčí k a pčáku črpáí (j. dpvídající pvrchvé kcraci při amférickému laku) ai.0 mbar. l.. m. Pr zxidvaý pvrch j al i 0 věší a apak u vlmi čiéh pvrchu můž bý až 0 mší. Příklady dalších mariálů pužívaých v vakuvé chic ju v abulc : Mariál Krukčí kvy, kl Kramika, fl,plxi, vi Plyamid, pr, prbua Drpčí k mbar.l.. m.0.0.0 Silikvá guma 0.0 Jak dál z rvic vidím, drpčí k klá přím úměrě pvrchvu kcrací plyu a ěách, dy aké, jak jm již kavali, pdl jé xpcily - a k ul rvěž blíží j v limiě. V abulc j uvd příklad jh čavéh pklu pr kvvé vakuvé yémy: dba d pčáku črpáí [hd] drpčí k z pvrchu [ mbar. l. m ] 0 0 00 0 0 4 0 5 0 6 Pr další řádvý pkl drpčíh ku, by již dba črpáí byla úměrě dluhá avšak rvic pr dbu drpc, případě již mhkrá uvdý vzah pr drpčí k : j d ám jaě ukazují (xpciálí závil), ž drpčí k lz výrazě zvýši a ím aké pdaě urychli prc dplyňváí - puhým zvýším ply vakuvéh yému,. T v praxi aké běžě ralizuj v všch vykvakuvých labrařích : 4
Kvvé aparaury kruvaé pr vlmi ízké laky (vyké vakuum, ulravakuum, ) dplyňují při 50 450 ºC p dbu ěklika dík hdi za uáléh črpáí. P áldém chlazí a běžu plu 0 C zmší drpčí k z ě u kvů, kla (a případě kramiky) 5-7 řádů, dy a hdu (.0-8 -.0-0 ) mbar.l. -.m - U běžých vykvakuvých aparaur pr plazmvé dpzic jm všm ča v iuaci, ž mariály pužié při krukci aparaury vydrží akvé ply (kriické j zjméa ěěí přírub - kvalií lamry jak j Vi (FPM) vyžadují ply d 00 ºC, prbua (NBR) j d 00 ºC ). Pak j užičé i zahříváí vakuvé aparaury a ilu ižší plu. J mžé přibližě dhadva, ž a každých 00 C a hdiu črpáí kl drpčí k ai 0x. Prc dplyěí vakuvé aparaury j dy čavě i rgicky vlmi árčý, pr ju zřjmá dpručí pr jjich prvz : Vakuvu aparauru víra c jméě Opimálě by měla bý ál pd vakum (ulravakuvé aparaury uál črpají) Při výměě vzrků by vří aparaury měl bý c jkraší Vlmi výhdé j pr výměu pužíva přchdvu kmůrku zv. Lad-Lck yém Při xprimch vyc čiými pvrchy j aké vlmi důlžié vědě, za jak dluh bud dplyěý pvrch zvu zčišě adrpcí klíh plyu. Pkum pr dál avi rychl růu pvrchvé vrvy. 4. Dba vyvří mvrvy Uvažm, ž kcrac mvrvy zamá pč mlkul a jdc plchy a ž adrpčí k mlkul j ad j dfivá jak pč mlkul dpadlých a u jdku plchy za jdku čau. Pm za přdpkladu, ž všchy dpadlé čáic budu adrbváy, muí plai pr dbu přbu pr vyvří mmlkulárí vrvy : j Tdy : j ad ad Když dadím zámé vzahy : 5
j ad 4 v p kt v 8kT πm Pak využiím vgadrva číla a zali lákvéh mžví dam : 4 4 N mkt v p 8kT p N π kt πm π ( mn ) ( kn ) T π M ml p N p N Tdy : π M ml dba vyvří mvrvy p N Ta dba j přím úměrá laku plyu - zachváí čiých pvrchů p c jdlší dbu dy bud vyžadva užií c jižšíh laku klíh plyu. Blíž viz áldující příklady. Příklad (Pvrchvá kcrac mlkul) Vypčě kcraci v mmlkulárí vrvě mlkul N pr jjich jěější upřádáí, jliž zám plměr mlkuly r,6 0 šiúhlíka raě a. 0 m. Přdpkládj, ž mlkula zaujímá plchu Řší : a π r a 6 Obah é plchy j pm: S 6 a r P dazí za plměr: S (,6 0 r r 0 Plšá kcrac v mmlkulárí vrvě: ).. 8,87 0 0 m 6
8,87 0 0, 0 9 m Příklad (Rychl drpc) Na clvém pvrchu j adrbváa mvrva duíkvých mlkul. Vypčíj, jak dluh prvá, ž kcrac é vrvy kl v důldku drpc v vakuu a 0 % ( %) půvdí vliki? Přdpkládj ply T 00 K (500 K, 600 K) a pužij zámé hdy : 0 9 m, 0 0, 70 kj.ml. Řší.: Daď daé vličiy a pměr kcrací f 0, (případě 0,0) d vzrc pr drpci: l f 0 a výldky av d abulky: l f Pkl kcrac [%] 0 Za ča [] T 00 K T 500 K T 600K 6 9, 0,5 d,4 mi. 7,84 0 dy 4,85 mi. Příklad (Dba vyvří mvrvy) Vypčíj dbu vyvří mvrvy pr vzduch při ěklika růzých lacích, když 9 M ml 9 kg, T 00 K, 0 m. Řší : Pužijm bcý vzah: π M ml p N určím vlik ka: 7
πr π 8,4, 0 6,0 0 N Budm-li,.0 M ml zadáva v kg a p v mbar pak dadím 000 Nakc dam : 0,8.0 7,8 0 M ml T p 7 Dál dadím zadaé hdy pr kcraci vrvy, pr ply a plu.,5 0 p 6 [ mbar, ] Výldky d abulky pr vybraé laky: p [ mbar ] 0 0 7 0 [ ],5 0 6,5 0 5 7,5 0 Ty výldky ju důlžié : Jliž bychm chěli prvádě měří či xprimy a ějakém vlmi čiém pvrchu pvé láky bz adrbvaých mlkul plyu a připravili bychm i v ulravakuu akvý pvrch apříklad dluhrvajícím dplyěím b i mchaicky dřízuím pak bychm měli adál udržva dačě ízký lak, akvý, aby dba měří a čiém pvrchu byla mhábě kraší ž dba vyvří mmlkulárí vrvy V ulravykém vakuu j zřjmě mžé - při laku apř. 0 - mbar 0-9 Pa j dba vyvří mvrvy ai 0 hdi. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (kc kapily) K. Ruňák, vrz 0/0 8