Какво е Абсолютната Празнота? История и още

El vacío, се разглежда като липса на материя в определено пространство, което можем да преведем като липса на нещо на дадено място. В следващата статия ще разберем всичко за това какво представлява Празнотата от научна гледна точка, видовете вакуум, техните измервания и много други.

Какво е Празнотата?

Празнотата се състои в пълното изоставяне на материала в елементите, което е научно известно като „Материята“ в определено пространство или място или дори се отнася до липсата на някакъв вид съдържание във вътрешността на контейнер. Също така широко се нарича Вакуум за това какво е състоянието на зона, където дебелината на частиците има тенденция да е доста под нивата, пример за това би било Междузвездното пространство.

По същия начин това се случва в случай на полузатворена дупка, където вакуумно налягане както и това на газовете във въздуха обикновено е по-малко, отколкото в атмосферата. Празнотата може да се появи естествено или дори изкуствено генерирана, така че се използва в много случаи за голям брой неща, като например в следните сектори:

• Технологично
• Автомобили
• фармацевт
• Храна

Определение на празнотата

Съгласно концепцията, предоставена от Американското вакуумно общество или известна също с акронима си "AVS" през 1958 г., изразът се отнася до някакво пространство, изпълнено с количество газове при налягане, което е напълно по-малко от различното от атмосферното налягане, т.е. че споменатата степен на вакуум се увеличава в пряка зависимост от амортизацията на това какво е налягането на остатъчния газ.

Това означава, че с намаляване на интензивността количеството вакуум, което ще бъде придобито, ще бъде много по-голямо, което позволява на експертите да могат да категоризират степента на вакуум и да го локализират. Всеки от тези диапазони има свои собствени характеристики.

Измерване на вакуум

Атмосферното налягане е всичко, което упражнява атмосферата или дори въздуха на земната повърхност. При стайна температура и нормално атмосферно налягане 1 m³ Въздухът е този, който носи повече или по-малко 2 x 1.025 молекули, които се движат със средна скорост от около 1.600 километра в час (км/ч).

Един от начините за измерване на атмосферното налягане е чрез живачен барометър; обикновено изразява стойностите по отношение на височината на живачната колона на единично напречно сечение, състоящо се от дължина около 760 mm. На тази основа може да се каже, че стандартната атмосфера обикновено е равна на около 760 mmHg.

Използва се за удобство като измерване на налягането към т.нар. Torricelli Unit, който има символа “Torr”; така че може да се определи, че:

1 Torr = 1 mmHg

Което дава това: 1 atm = 760 Torr; така че 1 Torr = 1/760 от стандартна атмосфера, накратко:

1 Torr = 1,316 x 10 – 3 atm, което означава, че това е крайният резултат.

Измерване на ниско налягане

Методът, който е разработен от Пирани, е най-използваният и най-често срещаният за измерване на ниски налягания. Същият метод се занимава само с един вид мост на Уитстоун, при който мостовата сила е изложена на вакуума, който трябва да бъде измерен.

Съпротивлението на този тип чувствителен елемент ще варира в зависимост от това как се променя налягането, тъй като при вакууми, близки до атмосферното налягане, нишката ще бъде в контакт с много повече молекули, което ще генерира ниска температура и в същото време ще доведе до ниска температура. резистивна стойност.

Докато вакуумът ще се подобри, този тип нишки ще намерят по-малък брой молекули за разсейване на топлината, което води до повишаване на температурата. Този вид повишаване на температурата е това, което от своя страна ще доведе до увеличаване на стойността на съпротивлението, генерирайки вид дисбаланс в гореспоменатия мост на Уитстоун.

Този вид нестабилност се измерва с помощта на микроамперметър. След това ще се интерполират всички микроампера, които са били генерирани поради моста на Уитстоун, със стойностите на самия вакуум.

Тези стойности се връщат в 1 таблица, с която е начертана скала, това е мястото, където, например, в случай на вакууммери CINDELVAC, ще има "0" микроампера, когато така нареченият сензор е във висок вакуум и в "50" микроампера при атмосферно налягане. Съдържанието на таблицата с отговори на този така наречен мост CINDELVAC Wheatstone се състои от следното:

• 0mV = 0,001mbar
• 2mV = 0,010mbar
• 11mV = 0,100mbar
• 36mV = 1mbar
• 45mV = 9mbar

Йонизационни измервания

Те имат същия тип основа като така наречените йонизационни бомби, до такава степен, че се разглеждат като вид следствие. Когато дойде време за изчисляване на определени интензитети на вакуума, се използват някои предложения, дадени от известния физик Баярд-Алперт, който е главният човек, отговорен за всички онези видове устройства, които са били в състояние да доставят точно всички тези налягания до около 10–12 тор.

Много различни видове сили се упражняват върху земята, сред тях са и Основни сили на природата. Въздухът, който дишаме, се състои главно от голямо разнообразие от газове; сред тях тези, които са от голямо значение, се състоят от кислород и азот, но обикновено съдържа редица концентрации на газ като:

• Въглероден двуокис
• Аргон
• неон
• Helio
• Криптон
• Ксенон
• водород
• метан
• Азотен оксид
• Водна пара.

Приложения на вакуумните техники

Сега по този повод ще ви бъде представен какъв вид технически приложения на вакуума се извършва в зависимост от физическата ситуация, която е налице в момента:

Първа физическа ситуация: Ниско налягане

• Objetivo: Постига се разлика в налягането.

• приложения: Използва се за поддържане, повдигане, транспортиране в гуми, прахосмукачки, филтриране, както и формоване.

Втора физическа ситуация: Ниска молекулярна плътност

• Objetivo: Отстранете активните компоненти от атмосферата.

• приложения: Използва се за лампи, независимо дали са с нажежаема жичка, флуоресцентни или електрически тръби, при топене, синтероване, опаковане, капсулиране и за откриване на течове.

Трета физическа ситуация: Ниска молекулярна плътност

• Objetivo: Извличане на запушен или разтворен газ.

• приложения: Използва се за сушене, дехидратация, концентриране, лиофилизация, дегазиране и импрегниране.

Четвърта физическа ситуация: Ниска молекулярна плътност

• Objetivo: Намален пренос на енергия.

• приложения: Използва се за топлоизолация, електрическа изолация, вакуумна микровезна и симулация на пространството.

Пета физическа ситуация: Страхотен среден безплатен курс

• Objetivo: Избягвайте катастрофи или сблъсъци.

• приложения: В този случай се използва за:

-Електронните тръби – катодни лъчи – телевизор

-Фотоклетки – Фотоумножители – Рентгенови тръби

-Ускорители на частици – Масспектрометри – Изотопни сепаратори

-Електронни микроскопи – Електронно лъчево заваряване

-Метализация (изпаряване, катодно разпрашване) – молекулярна дестилация

Шесто физическо положение: Дълго време за образуване на монослой

• Objetivo: Почистете повърхности.

• приложения: Изследване на триене, сцепление, повърхностна корозия. Тестване на материали за пространствени преживявания.

история

През античността и до Ренесанса съществуването на атмосферно налягане е било изключено. Поради това не беше възможно да се даде своеобразно обяснение за явленията поради вакуума. В регионите на Гърция около 2 вида теории влязоха в противоречие именно по тази причина.

За Епикур и още по-специално за Демокрит и цялата му школа на мисълта, материята не се състои изцяло от приемственост, а по-скоро е подготвена от малките невидими частици, известни като атоми, които се движат в средата на празно пространство и това с различни подреждания те причиняват различните физически състояния.

За разлика от това, че за великия философ на име Аристотел, този човек отхвърли теорията за празнотата и за да оправдае своята вяра и всяко едно от явленията, които собствената физика на Аристотел не може да обясни, той цитира една добре известна поговорка, която казва следното:

„Природата изпитва ужас от празнотата“

Това се превърна в теория, която стана напълно доминираща в хода на Средновековието и продължи до откриването на натиска. Този вид концепция за „horror vacui“ стана широко използвана дори от самия Галилей в началото на XNUMX-ти век, когато той не беше в състояние да обясни на всеки от своите ученици простия факт, че един вид колона от вода в тръба, която е затворена в края си не се отделя, ако тръбата се е обърнала, докато свободният край е потопен във вода.

Този човек обаче успя да научи всички свои ученици на загрижеността си да имат обяснение на предишния факт и всичко, което е свързано с него, особено защо смукателните помпи - работни колела, което е хидравличният орган, който дойде да бъде изобретен от Алехандрино Ктезибий, който е съвременник на Архимед, те не могат да накарат водата да се издигне от кладенците до височина, която надвишава 10 метра височина.

Хронология на откритията за вакуумната технология

Нека разгледаме хронологията на всички открития, направени за технологията Void, започвайки от 1643 до 1953 година, въпреки че само някои от тях ще бъдат споменати, за да не се разшири твърде много в този списък, тъй като става дума за около 40 събития:

Първи

• Автор: Евангелиста Торичели
• Ано: 1643
• Работа или Откритие: Вакуумът в колоната от 760 мм живачен стълб

Втори

• Автор: Блез Паскал
• Ано: 1650
• Работа или Откритие: Вариация на живачната колона с височина

трета

• Автор: Ото фон Герике
• Ано: 1654
• Работа или Откритие: Бутални вакуумни помпи. Магдебургско полукълбо

Четвърто

• Автор: Робърт Бойл
• Ано: 1662
• Работа или Откритие: Закон налягане-обем на идеалните газове

Куинто

• Автор: Едме Мариот
• Ано: 1679
• Работа или Откритие: Закон налягане-обем на идеалните газове

Шесто

• Автор: Антоан Лавоазие
• Ано: 1775
• Работа или Откритие: Въздух, съставен от смес от O2 и N2

седми

• Автор: Даниел Бернули
• Ано: 1783
• Работа или Откритие: Кинетична теория на газовете

октава

• Автор: Жак Чарлз-Ж. Гей-Люсак
• Ано: 1802
• Работа или Откритие: Законът на Чарлз и Гей-Люсак, закон за обем-температура на идеалните газове

девети

• Автор: Уилям Хенри

• Ано: 1803

• Работа или Откритие: Законът на Хенри, който гласи, че при неизменна температура количеството газ, разреден в течност, е право пропорционално на парциалното налягане, което газът упражнява върху споменатата течност.

десети

• Автор: medhurst
• Ано: 1810
• Работа или Откритие: Предлага първата пневматична вакуумна линия между пощенските станции.

Единадесети

• Автор: Уилям Кулидж
• Ано: 1915
• Работа или Откритие: рентгенова тръба

Дванадесети

• Автор: Волфганг Гаеде
• Ано: 1915
• Работа или Откритие: Живачна дифузьорна помпа.

Тринадесети

• Автор: Ървинг Лангмюр
• Ано: 1915
• Работа или Откритие: Лампа с нажежаема жичка, пълна с инертен газ.

Четиринадесети

• Автор: Ървинг Лангмюр
• Ано: 1916
• Работа или Откритие: Дифузьорна помпа за живачен кондензат

Петнадесети

• Автор: Оливър Елсуърт Бъкли
• Ано: 1916
• Работа или Откритие: Манометър за йонизация с горещ катод

Шестнадесети

• Автор: Холвек
• Ано: 1923
• Работа или Откритие: молекулярна бомба

Седемнадесети

• Автор: Гаеде
• Ано: 1935
• Работа или Откритие: Газ – баласт в ротационни помпи

Осемнадесети

• Автор: М. Пенинг
• Ано: 1937
• Работа или Откритие: Йонизационен вакуумметър със студен катод

деветнадесети

• Автор: Кенет Хикман
• Ано: 1936
• Работа или Откритие: Помпа за дифузьор на масло.

Дванадесети

• Автор: J. Schwarz, R.G. Herb
• Ано: 1953
• Работа или Откритие: йонни бомби.

Както споменахме по-горе, този кратък списък е само част от хронологията на откритията на вакуумната система.

Вакуумни приложения

В различни моменти в днешните големи лаборатории се случва определен тип контейнер, който е пълен с газ, незабавно да се изпразни. Евакуацията трябва да се превърне в основна стъпка в създаването на нова газообразна среда.

По време на процеса на дестилация споменатият газ трябва да се отстранява често, докато се извършва процесът на изпразване. В определени случаи се изисква целият контейнер да се изпразни, за да се предотврати замърсяването на същия въздух на определена част от повърхността, която е чиста, или да се намеси в някаква химическа реакция.

Атомните частици трябва да се управляват във вакуум, за да се предотврати загубата на "Импулс" чрез сблъсъците между него и молекулите на въздуха. Голямо количество радиация обикновено се абсорбира от самия въздух и може да се разпръсне само на дълги участъци във вакуум.

Един вид вакуумна система се състои от основна част за това, което са лабораторните инструменти, сред които масспектрометъра, а също и електронните микроскопи. За вакуумна дехидратация често се използва Simple Vacuum System, както и за вакуумно замразяване.

Други високо сложни и мащабни инструменти или машини, които изискват вакуумната система, са термоядрените устройства, а също и ускорителите на ядрени частици. В случай на големи съвременни индустриални процеси, сред най-известните е създаването на полупроводници, които наистина изискват среда, която е напълно контролирана под вакуум по внимателен и деликатен начин.

Вакуумни системи

Както интензитетът, така и структурата на всички получени газове в така наречената вакуумна система обикновено варират в зависимост от нейната история и дизайн по важен начин. За определени приложения малко грубо количество отпадъчен газ, съдържащ милиони и милиони молекули на cm³ Донякъде е поносимо.

Нещо, което предизвиква големи противоречия от древни времена, се е превърнало в Теорията на Произход на Вселената което е било много обсъждано от великите философи на Историята на човечеството.

В много други случаи само няколко хиляди молекули на cm³ те са достатъчни за създаване на адекватен вакуум. За случаите на наличие на налягания, които са под атмосферата, те се класифицират, както следва:

Първият – обхват на празнината: Натиск на околната среда

• Налягане в hPa (mbar): 013
• Налягане в mmHg (Torr): 8
• Молекули/см³: 7 × 10¹⁹
• Молекули/см³: 7 × 10²⁵
• Среден свободен път: 68 nm¹â € <

Вторият диапазон на празнината: нисък вакуум

• Налягане в hPa (mbar): 300 - 1
• Налягане в mmHg (Torr): 225 - 7.501 × 10^-1
• Молекули/см³: 10¹⁹- 10¹⁶
• Молекули/см³: 10²⁵- 10²²
• Среден свободен път: 1 - 100 рт

Третият диапазон на празнината: Наполовина празен

• Налягане в hPa (mbar): 1 - 10^-3
• Налягане в mmHg (Torr): 501 × 10^-1- 7.501 × 10^-4
• Молекули/см³: 10¹⁶- 10¹³
• Молекули/см³: 10²²- 10¹⁹
• Среден свободен път: 1 – 100 мм

Четвъртият - обхват на празнината: Висок вакуум

• Налягане в hPa (mbar): 10^-3- 10^-7
• Налягане в mmHg (Torr): 501 × 10^-4- 7.501 × 10^-8
• Молекули/см³: 10¹³- 10⁹
• Молекули/см³: 10¹⁹- 10¹⁵
• Среден свободен път: 10 см - 1 км

Петата - Void Range: Ултра висок вакуум

• Налягане в hPa (mbar): 10^-7- 10^-12
• Налягане в mmHg (Torr): 501 × 10^-8- 7.501 × 10^-13
• Молекули/см³: 10⁹- 10⁴
• Молекули/см³: 10¹⁵- 10¹⁰
• Среден свободен път: 1 км – 10⁵km

Шестият – диапазон на празнотата: Изключително висока празнота

• Налягане в hPa (mbar): <10^-12
• Налягане в mmHg (Torr): <7.501 × 10^-13
• Молекули/см³: <10⁴
• Молекули/см³: <10¹⁰
• Среден свободен път: > 10⁵km

Структурата на газа във вакуумната система се променя в момента, в който системата се освобождава, тъй като ефективността на вакуумните помпи е различна за газовете. При ниски интензитети, молекулите на стените на контейнера започват да се изхвърлят и точно в този момент започва образуването на остатъчния газ.

На първо място, плътността на газа, който остава по стените, се нарича водна пара и въглероден диоксид; при много ниско налягане, в случай на изгорени контейнери, може да се намери водород.

За да завършите, ви препоръчваме да видите, че е a Орбита и всичко свързано с тази траектория във Вселената.