Решение: Почему давление в диффузионном насосе растет с мощностью?

Для решения данной задачи проанализируем физический смысл параметра «наибольшее выпускное давление» (кривая 2 на графике). Вопрос: Почему наибольшее давление на выходе из диффузионного насоса (кривая 2) возрастает с повышением мощности нагревателя? Правильный ответ: Наибольшее давление на выходе из диффузионного насоса возрастает с повышением мощности нагревателя, так как плотность струи увеличивается и разрушение струи происходит при большем давлении остаточного газа. Объяснение для записи в тетрадь: 1. Определение параметра: Наибольшее выпускное давление \(P_{вых.max}\) — это максимальное давление со стороны форвакуумного насоса, при котором диффузионный насос еще способен работать (сохранять устойчивую паровую струю). 2. Влияние мощности: При увеличении мощности нагревателя в кипятильнике испаряется большее количество рабочей жидкости. Это ведет к увеличению плотности паровой струи, вылетающей из сопел. 3. Механизм устойчивости: Более плотная и скоростная струя обладает большим запасом кинетической энергии. Чтобы «пробить» или разрушить такую плотную струю, молекулам газа со стороны выхода (форвакуума) требуется большее давление. 4. Вывод: Чем выше мощность нагревателя, тем плотнее струя и тем более высокое давление на выходе она может выдержать, не пропуская газ обратно в высоковакуумную часть. Таким образом, верным является второй вариант ответа.