真空是壓力較常壓為小的任何氣態空間，完全沒有任何物質的空間被稱為“絕對真空’’。即使在極高的所謂“超高真空”的條件下，每立方厘米的氣體分子仍然在300萬個以上。因此在真空內還是存在著大量的氣體分子（不過比平常的空氣稀薄得多了），而且分子在不斷的運動著，作用著。產生真空的過程稱為抽真空、排氣或抽氣。通常用於產生真空的工具稱為真空泵，常用的有水泵、機械泵和油擴散泵等。此外也採用多種特殊的吸氣劑和冷凝捕集器等。
基本介紹
- 中文名：真空過程
- 外文名：The vacuum process
- 學科：化學工程
- 特點：真空的絕緣性強
真空的基本概念,真空過程的特點,真空的獲得,
真空的基本概念
真空並不是一無所有的意思，而是指低於大氣壓力的狀態。真空度的高低甩氣體壓強表示，單位按國際單位制（SI）為帕（Pa）。以前習慣上使用的某些單位（現已廢除）與帕的換算關係是：1mmHg= 1/760 atm= 133. 322 Pa。
根據壓強的大小可將真空度劃分為：
粗真空1.013 x105~1.3 x103Pa
低真空1.33x103~ 1.3x10-1 Pa
高真空 1.33x10-2~1.33x10-5 Pa
超高真空 1.33x10-6~1.33x10-9 Pa
極高真空 <1. 33 x10-9 Pa
可以看出，所謂真空度高，指的是體系壓強低 由計算可知，即使在1. 33×10-6Pa的超高真空下，每立方米內仍有約3 x108個氣體分子，每秒鐘對單位面積的碰撞次數為3.84x1012次，但比常壓下的氣體稀薄多了。在這種情況下，氣體的行為與常壓下有重要的區別，致使真空技術在高純金屬和非金屬材料的真空熔煉、區域提純及研究等方面都得到了廣泛的套用。
真空過程的特點
1、 空氣可以減緩某些物理和化學作用，例如熱水瓶的複壁中需要真空（10-1~10-2毫米汞高），是因為可降低氣體的傳導和對流的作用，使熱量不容易散發，從而達到保溫的作用。溫度計需要真空（10-2~10-3毫米汞高）可以減小玻璃管內剩餘氣體的體積壓縮而產生的氣壓變化影響測量高度。電燈泡需要真空（10-1~10-3毫米汞高）是因為防止鎢絲在高溫時和空氣中的氧作用而被焚毀。
在真空度高的情況下可以忽略剩餘氣體和某些物料的化學作用，例如鈦在高溫時很容易吸收氧、氮、矽、碳等元素，而利用真空冶煉，就可以製得純鈦。半導體的基體鍺或矽，只要有百分或千分之一雜質，就可以破壞它們的特性，除了在真空（10-5~10-7毫米汞高）中進行冶煉外，沒有別的辦法能使它們提純。
2、真空可以降低汽化點，以水為例，水的沸點為：
t水=100+0.0367(P-760)℃
式中P單位為毫米汞高，所以在高山上，P<760毫米汞高時，水不到100℃就開了。
3、真空的絕緣性強，在高真空情況下的兩個電極之間，可以耐受極高的電位差而不致漏電或擊穿，這樣就有了真空電容器（10-4~10-5毫米汞高）。
真空的獲得
產生真空的過程稱為抽氣或排氣。用物理方法產生真空的工具通稱真空泵，有一些泵能使氣體壓力從1個大氣壓開始變小，另一些泵卻只能從較低的壓力抽到更低的壓力，它要求前一種泵首先把氣體壓力從760毫米汞高遞減為一個規定數值，然後開始工作。前者就被稱為“前級泵”，後者稱為“次級泵”，次級泵作用開始所要求的氣壓稱為“予備真空”。
在規定的氣壓下單位時間抽出的氣體體積稱為抽氣速率。泵在工作了足夠時間以後能達到的最低壓力稱為極限真空。
真空設備從最簡單的實驗室的噴射式真空水泵到抽高真空的蒸汽擴散泵，種類很多，但在作用原理和構造上往往類似於壓縮機，這是因為壓縮機出口在產生壓縮氣體的同時，對於其進口而言，實質上就是吸氣抽真空過程。一般將真空泵分為二大類，即機械泵和擴散泵。
