2.7　熱流逸

熱流逸是一種質(zhì)量遷移現(xiàn)象，發(fā)生在低壓力下分子流狀態(tài)的氣體中。如有一中間開孔的兩相連容器（見圖2-4），若兩個容器溫度不等，氣體分子將從冷容器向熱的容器運動，造成熱容器的壓力較冷容器高。這種由于溫差而產(chǎn)生的質(zhì)量遷移現(xiàn)象，稱為熱流逸。

如圖2-4所示，容器1的溫度為T1，壓力為p1，分子密度為n1。容器2相應(yīng)的參數(shù)為T2、p2及n2。隔板上所開的孔面積為F。那么，單位時間內(nèi)通過孔由容器1到容器2的分子數(shù)為

（2-58a）

反之，容器2到容器1的分子數(shù)為

（2-58b）

在平衡狀態(tài)下，由容器1離開的分子數(shù)應(yīng)等于進到容器1的分子數(shù)，即N1-2=N2-1。

那么

或者

（2-59）

又因為p1=n1KT1，p2=n2KT2代入式（2-59），則

（2-60）

可見，相連的兩個溫度不同的容器中，壓力和分子密度均不相等。壓力與溫度之比的平方根成正比，而密度與其成反比。這種熱流逸現(xiàn)象，對于低溫真空系統(tǒng)有重要意義。例如：容器1是真空室的一部分，處在液態(tài)空氣溫度，即T1=90K。而測量壓力的規(guī)管安裝在室溫地方，T2=300K。則真空室1處的壓力為

也就是說，規(guī)管所測出的壓力并非真空室中的真實壓力，真空室中的壓力已比規(guī)管所測壓力低半個數(shù)量級了。

Hobson在1970年和1973年的試驗中發(fā)現(xiàn)，式（2-60）對表面粗糙的管路是正確的。而對表面光滑的管路，式（2-60）應(yīng)寫成

式中，α為系數(shù)，α≈1.1～1.3。根據(jù)這個效應(yīng)，他制成了一種新型真空泵，其抽氣原理見圖2-5。

A和B兩個容器，通過兩個管子連接到容器C上。A和B溫度相同均為T2，C的溫度為T1。A和C之間用內(nèi)壁粗糙玻璃管連接，而B和C之間用光滑的玻璃管連接。對于容器A有：；對容器B有，則A和B之間的壓力比為。如果A和B之間有n個粗糙和光滑管串接起來，則A和B之間的壓力比為。這樣就可以在B中獲得較低的壓力。候波遜安裝了二十八級，得到的壓力比為。