常用的真空单位和换算关系

在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表示气体越稀薄。表述真空度或气压有多种单位，比如 kPa, Torr，mbar 等等，这些单位各自的定义是什么？真空计算中还需要用到哪些单位？这些单位之间如何转换？

一、常用的真空单位介绍

真空度的高低通常用“压力”来表示，压力越低，真空度越高。因此，真空单位其实就是压力单位。

01帕斯卡 (Pa)

国际标准单位 (SI单位)。定义是：1牛顿的力作用在1平方米的面积上所产生的压力。

1 Pa = 1 N/m²

是当前最主流和科学的单位，推荐使用。

02毫巴 (mbar) 或 百帕 (hPa)

这两个单位在数值上完全相等：1 mbar = 1 hPa。

与帕斯卡的换算关系：1 mbar = 100 Pa

在欧洲的真空工业、气象学领域非常常用。

03托 (Torr)

这是一个历史悠久的单位，定义为标准大气压下，760毫米汞柱所产生的压力。它与毫米汞柱 (mmHg) 在真空领域几乎可以视为等同（仅有极其微小的差别）。

与帕斯卡的换算关系：1 Torr ≈ 133.322 Pa

04标准大气压 (atm)

定义为单位：海平面上的平均大气压力。

换算关系：1 atm = 101325 Pa ≈ 1013.25 mbar ≈ 760 Torr

05磅每平方英寸 (psi)

英制单位，在北美地区的工业领域常用。

换算关系：1 psi ≈ 6894.76 Pa

二、真空计算常用单位换算

在真空技术中，单位换算是非常重要的基础技能。以下是真空计算中常见的单位换算关系，帮助您快速掌握关键转换：

01压力单位换算

真空技术中最常用的压力单位及其换算关系：

单位

符号

换算关系

帕斯卡

Pa

1 Pa = 1 N/m²

标准大气压

atm

1 atm = 101325 Pa

毫米汞柱

mmHg

1 mmHg ≈ 133.322 Pa

托

Torr

1 Torr ≈ 133.322 Pa

巴

bar

1 bar = 10⁵ Pa

毫巴

mbar

1 mbar = 100 Pa

英寸汞柱

inHg

1 inHg ≈ 3386.39 Pa

其他常用换算示例：

1 atm = 760 Torr = 101325 Pa

1 Torr ≈ 1 mmHg (在0℃时)

1 mbar = 0.75 Torr ≈ 100 Pa

02抽速单位换算

抽速表示真空泵的排气能力：

单位

换算关系

m³/s

1 m³/s = 1000 L/s

L/s

1 L/s = 60 L/min

ft³/min (CFM)

1 CFM ≈ 0.4719 L/s

03气体流量与漏率

气体流量表示单位时间内通过的气体量：

单位

换算关系

Pa·m³/s

1 Pa·m³/s = 10 L·Pa/s

Torr·L/s

1 Torr·L/s ≈ 0.133 Pa·m³/s

sccm (标准毫升/分)

1 sccm ≈ 1.69×10⁻⁵ Pa·m³/s

04温度单位换算

真空计算中常用绝对温度：

单位

换算关系

开尔文 (K)

0 K = -273.15℃

摄氏度 (℃)

T(℃) = T(K) - 273.15

05其他重要单位换算

气体常数 ：

R = 8.314 J/(mol·K) = 0.08206 L·atm/(mol·K)

玻尔兹曼常数 ：

k = 1.3806×10⁻²³ J/K

阿伏伽德罗常数 ：

NA = 6.022×10²³ mol⁻¹

三、真空区域划分

真空度范围通常划分为几个区域，不同区域习惯使用的单位也不同：

真空区域

压力范围（Pa）

压力范围（Torr）

粗/低真空

10⁵ ~ 10² Pa

760 ~ 1 Torr

中真空

10² ~ 10⁻¹ Pa

1 ~ 10⁻³ Torr

高真空

10⁻¹ ~ 10⁻⁶ Pa

10⁻³ ~ 10⁻⁸ Torr

超高真空

10⁻⁶ ~ 10⁻¹² Pa

10⁻⁸ ~ 10⁻¹⁴ Torr