§ 1.3. Частота соударений молекул газа с поверхностью и единицы давления

Число молекул, ударяющихся о единицу поверхности в единицу времени, или частота соударений,

где dN определяется согласно (1.2)-(1.4),

С учетом функции распределения молекул по скоростям имеем

где v_ap среднеарифметическая скорость молекул газа.

  Объем газа, ударяющийся о единицу поверхности в единицу времени, можно выразить через частоту соударений и молекулярную концентрацию:  

Полученное выражение не зависит от давления и определяет максимальную быстроту действия идеального вакуумного насоса, откачивающего все молекулы газа, которые попадают в него через входное отверстие.

Единицей давления в СИ является Па (паскаль), численно равный 1 H/м² . Иногда применяют единицу 1 гПа = 10² Па.

В литературе по вакуумной технике можно встретить также и ряд других единиц давления. Наиболее распространенной внесистемной единицей давления является миллиметр ртутного столба (торр), Давление газа 1 мм рт. ст. равно давлению, которое создает столбик ртути высотой 1 мм при условии, что плотность ртути равна 13595,1 кг/м ³ (при 0°С), а земное ускорение соответствует нормальному 9,80665 м/с² на широте 45°, Давление столба жидкости р=pgh, тогда 1 мм рт. ст. = 13595,1*9,80665.10^-З= 133,32239 Н/м² .

В метеорологии в качестве единицы давления часто используется 1 бар = 10⁵ Па, Отношения между различными единицами давления даны в табл. 1.1.

  Для описания процессов, в которых давление изменяется в очень широких пределах, удобна логарифмическая единица давления. Она может быть, например, задана в виде рА = -lg р, где р давление в физических атмосферах, Значение р_А = 0 соответствует 1 физ. ат, р_А=1 соответствует 0,1 ф. ат и т. д.  

  Состояние газа можно также характеризовать его молекулярной концентрацией, Из уравнения газового состояния (1.10) следует, что при 273 К n=3,538.10²² р_торр=2,65.10 ²⁰ Рпа м^-З.