PC1-Praktikum Franziska Stegemann 31.10.2012
Erzeugung und Anwendung von Vakuum
Definition: Als ein ideales Vakuum bezeichnet man einen Raum, der vollkommen frei von Materie ist. Dies ist allerdings in der Praxis nicht umsetzbar. Als Vakuum wird deshalb ein Raum bezeichnet, aus dem der überwiegende Teil der vorhandenen Gase und Dämpfe entfernt wurden, sodass gilt: p<p0=1bar. Dies geschieht durch verschiedene Arten von Vakuumpumpen.
Vakuumbereiche: Grobvakuum: 1hPa ≤p≤1000hPa Feinvakuum: 10-3hPa≤p≤1hPa Hochvakuum: 10-7hPa≤p≤10-3hPa Ultrahochvakuum: p≤10-7hPa Wichtige Größen:
Verschiedene Vakuumpumpen:
Mechanische Pumpen Kinetische Pumpen Gasbindende Pumpen Drehschieberpumpen Flüssigkeitsstrahlpumpen Kryopumpen
Wälzkolbenpumpen Dampfstrahlpumpen Sorptionspumpen
Adsorptionspumpen
Getter-Pumpen Membranpumpen Diffusionspumpen
Turbomolekularpumpen
Beurteilung von Vakuumpumpen: Saugvermögen: SV=dV/dt
Saugleistung: SL=p dV/dt=LS (p2-p1) Strömungsleitwert LS=kTLm/m [m3 s-1] Massenstromleitwert Lm [ms]
Knudsenzahl Kn=Λ/d Erreichbarer Enddruck:
p/hPa n/m-3 Λ/m Φ/m-2 s-1 103 2,5*1025 6*10-8 3*1027
1 2,5*1022 6*10-5 3*1024
10-3 2,5*1019 6*10-2 3*1021
10-6 2,5*1016 60 3*1018
10-9 2,5*1013 6*104 3*1015
PC1-Praktikum Franziska Stegemann 31.10.2012
Bereiche einiger Vakuumpumpen:
Anwendung: Das Vakuum spielt eine große Rolle in Wissenschaft und Technologie.
Es wird heutzutage in fast allen Bereichen als selbstverständliches Hilfsmittel
eingesetzt. Durch das Vakuum wurden viele Versuche, die z.B. zum Verständnis vom Aufbau der Materie beigetragen haben, erst möglich.
Quellen:
• Experimentalphysik 1-Mechanik und Wärme Wolfgang Demtröder
Springer-Verlag, 2008
• Physik
Gerthsen (Dieter Meschede) Springer-Verlag, 2006
• Grundlagen der Vakuumtechnik aus dem PC-Praktikumsskript
