초기에 Chamber 내에 대기가 들어있는 경우라면 추가공기량만 넣어주면 압력이 상승될 것입니다. 따라서
Chamber내에 주입해야 할 공기 실온 상태의 부피 = 1 m^3 * (2기압-1기압)/(1기압) = 1 m^3 = 1000 L
이는 압력을 압력단위로 해서 계산한 것인데 kg/cm2 단위로 고쳐서 계산해도 됩니다.
Q = v * t -------(1)
Q=투입해야 할 부피 = 1000 L
v=펌프의 유량 = 150 L/min
따라서 투입 소요시간 t = Q/v = 1000 L /(150 L/min)
두번째 문제를 거꾸로..
용기 내에 들어 있는 공기를 뽑아내는 경우에는 위와 같은 방법으로는 계산할 수 없습니다. 왜냐하면 압력일 낮아질수록 부피가 현저히 늘어나기 때문이지요. 이럴 땐 이상기체라고 간주하고 정온상태에서 진공으로 뽑아 낸다고 가정하여 간단한 다음의 미분방정식을 이용하면 됩니다 .
<진공장치에서 시간 Θ이내에 초기압력Po에서 최종압력 Pf까지 도달하기위한 진공펌프 용량 구하기>
V= System Volume, 부피단위
q= 진공펌프 Actual 배출 속도, Volume/Time
Po = 초기 절대압력, 압력단위
Pf = 최종 절대압력, 압력단위
θ = 배출소요시간, Time
n = System(용기) 내에 들어있는 공기의 몰수, 몰
T=온도, K
R=기체상수 (단위는 PV/nT의 단위과 같음)
이상기체의 법칙==> PV = n RT ==> (V,R,T는 상수라고 보고) 미분
VdP = RT dn.....또는 dn = (V/RT)dP..............(1)
물질수지에 의해 진공펌프가 dθ시간 동안에 배출하는 부피는 qdθ가 되고 이를 몰수로 고치면 P(qdθ)/RT가 되며 이 몰수는 시스템 내에 남아있는 몰수의 감소되는 량과 같으므로
(P/RT)*(qdθ) = - dn....................................(2)
