冷凝捕集器(冷阱)的抽速計算公式

    冷凝捕集器對蒸氣分子的抽速類似于低溫泵的抽速，是指在捕集器中的蒸氣壓強下，單位時間內(nèi)凝結(jié)在冷卻壁上的蒸氣體積。設(shè)冷阱的有效冷凝表面積為A，空間蒸氣的熱力學(xué)溫度、粒子數(shù)密度和分壓強分別為T₁,n₁,p₁；v₁的平均速度是對應(yīng)于T1溫度下的蒸氣分子的熱運動平均速率。冷阱的冷凝表面的熱力學(xué)溫度為T₂,在T₂溫度下蒸氣的飽和蒸氣壓為P₂，粒子數(shù)密度為n₂，蒸氣分子熱運動平均速率為v₂的平均速度。根據(jù)“碰撞頻率”的概念，單位時間內(nèi)碰撞冷凝表面的蒸氣分子數(shù)N₁為
而單位時間內(nèi)從冷凝表面再蒸發(fā)的分子數(shù)N₂為

所以單位時間內(nèi)凈冷凝在冷凝表面的蒸氣分子數(shù)N為

理論上，單位時間內(nèi)冷凝表面凝結(jié)的蒸氣體積S_l為

式中μ是蒸氣分子的摩爾質(zhì)量，kg·mol^-l各量皆且國際單位制�？梢娎溱宓某樗賁_l與冷凝壁的表面積A成正比，隨空間蒸氣分壓強p₁的降低而降低，當(dāng)蒸氣壓強和溫度與冷壁溫度及其飽和蒸氣壓相等時，冷阱的抽速S_l=0。冷阱的實際抽速還受蒸氣分子凝結(jié)系數(shù)的影響，實際抽速總是小于理論抽速。
    若設(shè)空間水蒸汽和汞蒸氣的溫度為室溫，即293K，冷阱冷凝表面的溫度為液氮溫度，77K，則冷阱對水蒸汽和汞蒸氣的抽速分別為

S_H2O=147A m³/s
S_Hg=44A m³/s