schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Анализ потерь энергии в тепловом вакуумном преобразователе
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Потери энергии в тепловом вакуумном преобразователе складываются из потерь на излучение, теплопроводность через контакты и теплопроводность через остаточный газ. В области низких давлений важна теплопроводность остаточного газа.
Подробное решение
Для решения этой задачи рассмотрим баланс энергии нагретого элемента (нити) в тепловом вакуумном преобразователе.
Общие потери энергии \( Q_{total} \) складываются из нескольких составляющих:
\[ Q_{total} = Q_{gas} + Q_{rad} + Q_{cond} \]
Где:
1. \( Q_{rad} \) — потери на излучение. Зависят от температуры нити и свойств её поверхности (закон Стефана-Больцмана), но практически не зависят от давления газа.
2. \( Q_{cond} \) — потери на теплопроводность через электрические контакты (вводы) и держатели нити. Зависят от материала и конструкции прибора, являются постоянной величиной для конкретного режима.
3. \( Q_{gas} \) — потери на теплопроводность через остаточный газ.
Именно третья составляющая, теплопроводность остаточного газа, в области низких давлений (когда длина свободного пробега молекул больше или соизмерима с размерами баллона) прямо пропорциональна давлению \( P \). На этом физическом явлении и основан метод измерения вакуума тепловыми преобразователями.
Остальные виды потерь (излучение и теплоотвод по арматуре) являются паразитными, так как они создают фоновый сигнал, не зависящий от давления, и ограничивают нижний предел измерения прибора.
Правильный ответ: Потерями на теплопроводность остаточных газов.