2.2.1. В чем содержать вакуум?

Газ растворен в металле? Разумеется, такого не может быть... Разве что в твердом теле имеются поры а в них — газ? Но отдельные молекулы какого-либо газа вкрапленные в твердое тело, вряд ли можно называть газом, ведь газ — это не просто некоторое количество определенным молекул, это определенное агрегатное состояние того или! иного вещества, которое должно подчиняться «газовым законам». А молекулы веществ, являющихся при нормальных условиях газами, попав в твердое тело, этим законам подчи­няться перестают. Тем не менее, их называют «газ, растворенный в металле», и если эти молекулы выделяются обратно из твердого тела, то они снова представляют собой газ. Таким образом, при определенных условиях из твердых веществ могут выделяться молекулы различных газов. Это обстоятельство крайне нежелательно при работе вакуумной техники. Мало приятного, когда в откачиваемый объем из стенок камеры выделяются все новые и новые порции молекул газа. А без твердого тела при получении вакуума не обойтись, поскольку, чтобы получить вакуум, надо отделить откачиваемый газ от атмосферы. И лучше всего это можно сделать именно твер­дыми стенками. Единственный случай, когда в таких стенках нет необходимости, — это при откачке всей атмосферы сразу (см. роман А. Р. Беляева «Продавец воздуха»). Однако исполь­зование вакуумной техники для порабощения человечества, о чем мечтал герой этого романа, — не лучшее ее применение. Но вернемся к проблеме твердых (например, металлических) стенок, отделяющих вакуум от атмосферы. Из этих стенок выделяются и попадают в вакуум молекулы газов, и, как мы уже знаем, этот процесс мешает получать высокий вакуум. От чего зависит его скорость? Сначала — от скорости отрыва молекул газа от поверхности металла (этот процесс называется десорбцией). По мере того как все больше и больше молекул газа из поверхностного слоя металла уходит в вакуум, поток газа уменьшается, так как молекулам приходится «пробираться» к поверхности через все более толстый слой металла. На­конец, поток газа начинает ограничиваться (лимитироваться) скоростью диффузии.

Понятие лимитирования многостадийного процесса какой-то одной стадией очень важно для физики вообще, так как практически любой процесс многостадиен. Общая скорость протекания процесса или количество объектов «проследо­вавших» по всему процессу, определяется обычно какой-то одной стадией. Пока молекул газа в металле много, лимити­рующей стадией является десорбция. Когда молекул газа становится мало, диффундирующий поток уменьшается, и тогда уже определяющей стадией становится диффузия.