前から思っていたんですけど,熱理学的に真空(対流を考慮しなくていい)
ってどの程度からなのでしょうか?
どのような理論で無視するのでしょうか?

前にきいた話だと10^-3torr以下だという話を聞いたのですが。

10^-3torrって微妙な値だと思うんです。
真空チャンバー内を10^-3torr以下にしようと思うとターボ分子ポンプ
(リークを考慮して付けるわけで)を付けないといけないし,
10^-2torrだとベーキングしたらスクロールやロータリーポンプの到達真
空度でなんとかなるのかなって思いました。

どなたかわかられる方回答をお願いします。

A 回答 (2件)

green-gumさんに賛成。


平均自由行程~容器のサイズ。で良いんじゃないでしょうか?ものがでかければ真空度を上げなくてはダメってこと、これは自明では?
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気体論などでてくる平均自由行程の概念を用いて解決できると思います。


ちなみに、真空といっても気体分子が完全に存在しないという事はないので、真空度は問題としている事によって違ってきます。
放電管と真空管について考えてみれば・・・
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Q分かりやすい熱力学の本

分かりやすい熱力学の本

エネルギー管理士の資格を取るべく熱力学の勉強をしています。
それでお勧めの分かりやすい熱力学のテキストを教えて下さい。

Aベストアンサー

東京大学出版会「工業熱力学 基礎編」をお勧めします。
東大出身ではありませんが、私はこれを使って熱力学を学びました。
例題が多いので熱力学の入門書として適していると思います。

もともと熱力学は数式ばかり出てくるので、頭がこんがらがってしまいがちです。
でも、くじけずに頑張りましょう!

Q真空用チャンバーにおけるベーキングについて

大学でイオン源を研究しているものです。最近チャンバーの真空の引きが悪くて困っています。約10^-6Torrのオーダではあるのですが、そこからもう一桁ほど低い真空度がほしいのです。チャンバーを閉めなおしてもさほど変わりがなく、ベーキングをしたいと考えております。そこでベーキングの方法を知っておられる方がいましたら是非教えて欲しいです。よろしくお願いします。またベーキング以外で真空を良くする方法があれば教えてホシイトおもいます。

Aベストアンサー

ベーキングの方法は使用されてるメーカーか又は代理店に聞かれるのが最も確実です。
その際使われてる排気装置の型名等を間違いなく提示してください。
たぶんメーカーはアルバックとかアネルバとかだと思いますので、サービス網もあったはずです。

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更にtorrは現在SI単位系統一の為Pa表示が一般的ですが、真空計(特にセンサー)が悪いという事は考えられませんか?

Q統計力学と熱力学のちがいは?

統計力学と熱力学って
どんな本を開いても(多少の違いはあれど)同じようなことが書かれていますが
何がちがうんでしょう?
中には「統計熱力学」としてまとめているものも多いです

ついでに、お勧めの統計熱力学の本などございましたら
紹介してください
購入の際の参考にさせていただきます

Aベストアンサー

前の御二方が仰るように、
・熱力学…マクロスコピックな系に対する現象論的な経験則
・統計力学…力学から出発して定式化

統計力学は、様々な観測量同士の関係式である熱力学を、力学法則から基礎付けようと云う発想から生まれました。

・熱力学は、 10^23 個程度の多粒子系を全体として捉え、そのマクロ量を対象にした関係式を展開しますが、
・統計力学は、系を構成している 10^23 個の個々の粒子の運動から熱力学を再現することが目的であると言っても良いでしょう。

従って、
熱力学で扱う物理量は、
統計力学では、系の Hamiltonian (エネルギー演算子)から出発して、系の熱平衡状態における様々な物理量の期待値として計算します。

但し、統計力学は熱力学を完全には再現できず、逆に統計力学の正当性が熱力学に矛盾しないこととされています。


物理学の本ですが、私が好きな本を挙げます;
熱力学;
「新物理学シリーズ32. 熱力学 -現代的な視点から」 田崎晴明 培風館
「熱力学入門」 佐々真一 共立出版
統計力学;
「統計力学入門 -愚問からのアプローチ」 高橋康 講談社

前の御二方が仰るように、
・熱力学…マクロスコピックな系に対する現象論的な経験則
・統計力学…力学から出発して定式化

統計力学は、様々な観測量同士の関係式である熱力学を、力学法則から基礎付けようと云う発想から生まれました。

・熱力学は、 10^23 個程度の多粒子系を全体として捉え、そのマクロ量を対象にした関係式を展開しますが、
・統計力学は、系を構成している 10^23 個の個々の粒子の運動から熱力学を再現することが目的であると言っても良いでしょう。

従って、
熱力学で扱う物理量...続きを読む

Q2.0×10^-6(c)の正電荷および、-1.0×10^-6の負電荷を

2.0×10^-6(c)の正電荷および、-1.0×10^-6の負電荷をもつ二つの小球A,Bをa(m)話して固定する。電位が0となる点の位置を求めよ。

こういう問題なのですが、僕は電位が0になる点が3つできる(Aの左に一つ、AとBの間にひとつ、Bの右側に一つ)とかんがえたのですが、間違いでしょうか。

解説よろしくお願いします。

Aベストアンサー

間違いです
Aの左側には電位が0の点は出来ません
考え方はプラスの電荷Aはとマイナスの電荷Bの大きさ比は2:1ですね
電位が0になるのはこの線分ABを2:1に内分する点と外分する点の2点に出来ます
つまりAから2a/3離れた点
Aから2a離れた点
の2点です

計算で出すと
Aを原点とすると
・B点より左の点の場合
Aが作る電位はk*2.0*10^-6/r[V]
Bが作る電位はk*(-1.0)*10^-6/(a-r)[V]
ある点の電位はこれらの合計なので
k*2.0*10^-6/r + k*(-1.0)*10^-6/(a-r)[V]
問題はこれが0の位置を求めることなので
k*2.0*10^-6/r = -k*(-1.0)*10^-6/(a-r)
2/r = 1/(a-r)
r=2a/3

・B点より右の点の場合
Aが作る電位はk*2.0*10^-6/r[V]
Bが作る電位はk*(-1.0)*10^-6/(r-a)[V]
ある点の電位はこれらの合計なので
k*2.0*10^-6/r + k*(-1.0)*10^-6/(r-a)[V]
問題はこれが0の位置を求めることなので
k*2.0*10^-6/r = -k*(-1.0)*10^-6/(r-a)
2/r = 1/(r-a)
r=2a
(前提条件にこれらの点電荷は直線上にありAが左、Bが右にあると付け加えます。)


補足
ほとんど同じですが考え方をもう一つ
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円の大きさは電荷の大きさの比です
今回の場合2:1です
この円は符号は逆ですが同じ電位の大きさを表しています。
それなので円を大きくしていきぶつかったところが電位が0です
円を大きくしていくと外接する時と
Aの円にBの円が内接する時の2回ぶつかる事が分ります

間違いです
Aの左側には電位が0の点は出来ません
考え方はプラスの電荷Aはとマイナスの電荷Bの大きさ比は2:1ですね
電位が0になるのはこの線分ABを2:1に内分する点と外分する点の2点に出来ます
つまりAから2a/3離れた点
Aから2a離れた点
の2点です

計算で出すと
Aを原点とすると
・B点より左の点の場合
Aが作る電位はk*2.0*10^-6/r[V]
Bが作る電位はk*(-1.0)*10^-6/(a-r)[V]
ある点の電位はこれらの合計なので
k*2.0*10^-6/r + k*(-1.0)*10^-6/(a-r)[V]
問題はこれが0の位置を求めることな...続きを読む

Q熱力学の勉強について

大学3年農学部生です。必要性を感じ始めて熱力学の分野の勉強を始めようと思ってるんですが、独学にするにあたって物理初心者でも理解しやすく良い参考書を教えてください。
ちなみにまったく高校と大学1,2年時には物理をやったことがありません。
そして熱力学と力学とは違うんですか。熱力学を勉強するにあたって力学の勉強は必要なんでしょうか。

Aベストアンサー

熱力学も力学も物理の基礎なので、独学でも何とかなると思います。
熱力学をやる前に力学はかならず必要になります。
熱力学の基礎は分子運動までさかのぼらなければならないので、
力学の基礎をしらないとかなり厳しいものがあります。

微積分の初歩と力学全般の知識は持っておいた方がよいと思います。
熱力学の基礎から、応用まで手っ取り早く修得したいときは、
大学演習、熱統計力学の久保先生の本がお勧めです。
少し、難しいですが、演習を踏まえながら勉強することで、よく
身に付くと思います。

Q真空中で直線上に左からABCの位置において点Aの位置に1×10^(-6

真空中で直線上に左からABCの位置において点Aの位置に1×10^(-6)[C]の点電荷が置かれてある。

電子eを点Cから点Bに運ぶのに要する仕事Jを求めよ。
ABの距離は1mでBCの距離は2m。
解:9.6×10^(-16)[V/m]

さっぱり分からないので教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

この問題のポイントは
1.クーロンの法則(2体間に働く力は、距離の2乗に反比例する。)
2.仕事は、力を距離で積分したものである。
です。

クーロンの法則
2つの電荷の間に働く力は、
F = 1/(4πεo)・q1q2/r^2

仕事Jは、Fをrで積分したものなので、
J = ∫Fdr
 = -1/(4πεo)・q1q2/r + Const.

r=3 から r=1 までの低積分なので、
J = -1/(4πεo)・q1q2・(1/1 - 1/3)
 = -1/(6πεo)・q1q2

ここで、
q1(Aにある電荷): 1×10^(-6) [C]
q2(電子の電荷): -1.6×10^(-19) [C]
εo(真空の誘電率): 8.85×10^(-12) [F/m]

J = 1/(6π・8.85×10^(-12))・1×10^(-6)・1.6×10^(-19)
 = 1/(6π・8.85)・1.6×10^12×10^(-6)×10^(-19)
 = 1/(6π・8.85)・1.6×10^(-13)
 = 9.59125834 × 10^(-16)

こんにちは。

この問題のポイントは
1.クーロンの法則(2体間に働く力は、距離の2乗に反比例する。)
2.仕事は、力を距離で積分したものである。
です。

クーロンの法則
2つの電荷の間に働く力は、
F = 1/(4πεo)・q1q2/r^2

仕事Jは、Fをrで積分したものなので、
J = ∫Fdr
 = -1/(4πεo)・q1q2/r + Const.

r=3 から r=1 までの低積分なので、
J = -1/(4πεo)・q1q2・(1/1 - 1/3)
 = -1/(6πεo)・q1q2

ここで、
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Q熱力学の解り易い本を教えて!!

現在、大学一年生なのですが、熱力学がさっぱり分かりません。解り易い熱力学の本を教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

大学1回生で田崎さんの「熱力学―現代的な視点から」(培風館)は荷が重過ぎますね。インターネットには先生方のご好意で大学の講義ノートがオープンされていますが、さしずめココ↓をご覧になってはいかがでしょうか。

http://jaguar.eng.shizuoka.ac.jp/
    ↓
熱統計力学: Thermodynamics
    ↓
熱学の基礎: Lecture Note

Q真空そうからのリーク量

真空そうの圧力が96.24Kpa、この真空そうの一部には、空気が侵入している穴があります(リーク)。その槽から真空ポンプ2台で空気を抽出し真空を維持しています。空気抽出量は28.5Kg/hと29.5Kg/hで合計57.5Kg/hです。
同じ真空そうで真空ポンプ1台運転時の真空そうの圧力は、95,34Kpaでした。このときの、真空ポンプの空気抽出量はわかりますか?
真空そうの温度、体積はかわりません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

真空ポンプの特性を表すものに排気速度曲線と呼ばれるものがあります。
排気速度は、体積ベース:単位時間あたりの排気容積で表され、排気気体の圧力に関係なく一定というわけではなく、圧力によって異なります。(水封ポンプの排気速度曲線http://www.kashiyama.com/jp/archives/product-leh/line-graph.htmlを参照)
気体の温度が一定なら気体密度(Kg/L)は、気体の圧力に比例します。
従って、質量ベースの排出速度(Kg/h)は、排気速度(体積ベース)×圧力に比例します。
LEH/LEMシリーズの水封ポンプの排気速度曲線は、0.1~1.0気圧(=10~100Kpa)では、ほほ一定の排気速度であり、質量ベースの排出速度は、1気圧で最大となります。
「真空ポンプの一台あたりの最大空気抽出量は30.8Kg/hです。」を体積ベースに換算すると、30.8/1.3=23.7(m^3/h)であるから、前記URLの排気速度曲線よりLEH-30MA型のポンプを指していると思われます。
「真空ポンプ1台運転時の真空そうの圧力は、95,34Kpaでした。」の意味が101.3Kpa(1気圧)より95,34Kpa低い圧力=5.96Kpaの圧力まで到達できたとの解釈でしたなら、到達圧力でのLEH-30MA型のポンプの排気速度は、排気速度曲線より、約9(m^3/h)である。
従って、到達圧力での排気量=(到達圧力×排気速度)/(101.3×1.3)=5.96(Kpa)×9(m^3/h)/(101.3×1.3)=0.4Kg/hとなります。(この量は、リーク量と等しくなります。)
「真空ポンプの空気抽出量はわかりますか?」の空気抽出量の意味が分りかねますが、到達圧力での排気量を導いた以上の説明であっているでしょうか。

真空ポンプの特性を表すものに排気速度曲線と呼ばれるものがあります。
排気速度は、体積ベース:単位時間あたりの排気容積で表され、排気気体の圧力に関係なく一定というわけではなく、圧力によって異なります。(水封ポンプの排気速度曲線http://www.kashiyama.com/jp/archives/product-leh/line-graph.htmlを参照)
気体の温度が一定なら気体密度(Kg/L)は、気体の圧力に比例します。
従って、質量ベースの排出速度(Kg/h)は、排気速度(体積ベース)×圧力に比例します。
LEH/LEMシリーズの水封...続きを読む

Q「熱力学」「統計力学」と「情報工学」

大学の物理学担当の教授から
「熱力学、統計力学と情報工学」
というテーマのレポートの提出を求められました。

様々な資料を調べたのですが、熱力学や統計力学の考え方、理論が身近なコンピュータにどのように利用されているのかまったく分かりませんでした。

「情報工学」というキーワードも非常に漠然としていますが・・・。

熱力学、統計力学とコンピュータに接点はあるのでしょうか?
教えてください。お願いいたします。

Aベストアンサー

少し旧い本になります。これらは物理と情報理論の橋渡しにちょうど良いです。

http://www.amazon.co.jp/ファインマン計算機科学-原-康夫/dp/4000059416/

http://www.amazon.co.jp/情報理論-基礎物理学選書-15-佐藤-洋/dp/4785321261/

Q真空チャンバー内の熱電対温度測定について

kougakubuです。
 真空チャンバー内の熱の伝わり方について質問です。ヒータを使って,大気中と真空中とでSUS基板を加熱した時,基板の温度特性や到達温度に違いが出るのでしょうか?ご存知の方教えてください。
 私は真空中で加熱した時の方が,周りに伝えるもの(酸素?)が限りなく少ないので大気中の方が基板温度が高まると思うのですが・・いかがでしょうか?でも,大気中で加熱すると酸化してヒーターが傷んでしまいそうですね。・・・
宜しくお願いします。以上。

Aベストアンサー

熱伝導と熱輻射は,大気中であれ真空中であれありますが,
大気中の場合は熱伝達での散逸分がかなり効きますので,
真空中の方が到達温度は高いと予想されます.

しかし温度があがれば温度の4乗で熱輻射も増大するので,
極端には違わないかも知れません.

また酸化については,電熱線が剥き出しになっている場合は
もろにやられると思います.


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