2020-12-31
Теплопроводность газа, как известно, не зависит от давления. Объяснить, зачем из пространства между двойными стенками сосуда Дьюара выкачивают воздух, создавая в этом пространстве возможно более высокий вакуум?
Решение:
Теплопроводность не зависит от давления в газе до тех пор, пока длина свободного пробега молекул в сосуде меньше расстояния между стенками, а потом она уменьшается обратно пропорционально давлению. Следовательно, откачка до невысокого давления бесполезна, эффект наступает только при очень малом давлении. При атмосферном давлении длина свободного пробега молекул порядка $10^{-5}$ см. Поэтому при расстоянии между стенками примерно 1 см для достижения эффекта уменьшения теплопередачи сосуд нужно откачать до давления меньше, чем $10^{-5} атм = 0,0076$ мм рт. ст. Если давление уменьшить до $10^{-7}$ атм, то теплопроводность воздуха уменьшится примерно в 100 раз по сравнению с теплопроводностью при атмосферном давлении.