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汞燈氣體壓力和溫度

汞的熔點為-38.86°C，沸點為356.7°C。由于它作為金屬的價值較低，因此在室溫下呈液態(tài)，既不是固態(tài)也不是氣態(tài)。在高于汞沸點的溫度下工作的燈的汞氣壓由封閉的汞量與燈泡內(nèi)部體積的比值和管壁的平均溫度決定，因為所有放電管中的汞被氣化。高壓汞燈、超高壓汞燈或金屬鹵化物燈與此相對應(yīng)。例如，如果將1克汞放入內(nèi)徑為20毫米、燈管長度為120毫米的管狀燈中，此時燈泡的平均溫度為700℃，則燈管內(nèi)的汞氣壓為約為 7.6 個大氣壓（5.78 x 103 托）。
至于計算方法，由于汞的原子量為200，0℃、1atm下的完美氣體的體積為22.4升，因此汞氣體的體積由封閉的汞量（波義耳定律）和除以燈泡體積來計算氣體壓力。，根據(jù)工作溫度（查爾斯低）對其進(jìn)行修正。由于很難獲得整個氣體的平均溫度，所以采用管壁的平均溫度來代替。
在填充金屬沸點以下工作的燈中的氣壓比在沸點以上工作的燈復(fù)雜得多且難以控制。除低壓汞燈外，照明用銣燈和低壓鈉燈也屬于此類。低壓汞燈放電時的管壁溫度，即使在最高溫度下，一般也為200℃以下。這種燈中的氣壓與波義耳-夏爾定律無關(guān)，與管壁溫度相關(guān)的蒸氣壓是填充金屬中的氣壓。然而，由于燈管壁溫度各地不同，氣體壓力與最低管壁溫度即最冷點處的蒸氣壓一致。然而，最冷點所占據(jù)的面積也會影響氣體壓力的可控性。就超高功率熒光燈而言，據(jù)說最冷點面積約為整個管壁的 1% 時才有效1)。

正如稍后將詳細(xì)描述的，當(dāng)管壁溫度在 35°C 至 45°C 之間時，熒光燈據(jù)說具有最高的光輸出。根據(jù)表 12)，40°C 時汞的蒸氣壓約為 6 x 10-3 托，對應(yīng)于高真空的最低值3)。由于點燈時汞氣壓低，即使溫度稍微向低溫側(cè)移動，也是縮短燈壽命的主要原因。