Qu'est-ce que le Vide Absolu ? Histoire et plus

El Vide, est considéré comme le manque de matière dans un certain espace, que l'on peut traduire par le manque de quelque chose dans un lieu. Dans l'article suivant, nous saurons tout sur ce qu'est le Vide scientifiquement parlant, les types de vide, leurs mesures et bien plus encore.

Qu'est-ce que le Vide ?

Le Vide consiste en l'abandon complet du matériau dans les éléments, qui est scientifiquement connu sous le nom de "Matière" dans un espace ou un lieu spécifique, ou fait même référence à l'absence d'un certain type de contenu à l'intérieur d'un récipient. Il est également largement appelé Vide pour désigner l'état d'une zone où l'épaisseur des particules a tendance à être bien en dessous des niveaux, un exemple de cela deviendrait l'espace interstellaire.

De même, il se produit dans le cas d'un trou semi-fermé où le pression du vide ainsi que celle des gaz dans l'air est généralement moindre que dans l'atmosphère. Le Vide peut se produire naturellement ou même être généré artificiellement, il est donc utilisé à de nombreuses reprises pour un grand nombre de choses, comme dans les secteurs suivants :

• Technologique
• Automobile
• Pharmacien
• Alimentation

Définition du vide

Selon le concept accordé par l'American Vacuum Society ou également connu sous son acronyme "AVS" en 1958, l'expression fait référence à un espace rempli d'une quantité de gaz à une pression totalement inférieure à la différence de la pression atmosphérique, donc en ce que ledit degré de vide est augmenté en dépendance directe de la dépréciation de ce qu'est la pression du gaz résiduel.

Cela signifie qu'à mesure que l'intensité diminue, la quantité de vide qui sera acquise sera beaucoup plus grande, ce qui permet aux experts de pouvoir catégoriser le degré de vide et de le localiser. Chacune de ces gammes a ses propres caractéristiques.

Mesure du vide

La pression atmosphérique est tout ce que pratique l'atmosphère ou même l'air à la surface de la terre. A température ambiante et pression atmosphérique normale, 1 m³ L'air est celui qui transporte plus ou moins 2 x 1.025 1.600 molécules qui se déplacent à une vitesse moyenne d'environ XNUMX XNUMX kilomètres par heure (km/h).

Une façon de mesurer la pression atmosphérique consiste à utiliser un baromètre à mercure; il exprime généralement les valeurs en termes d'élévation de la colonne de mercure d'une section unitaire constituée d'environ 760 mm de longueur. Sur cette base, on peut dire qu'une atmosphère standard est généralement égale à environ 760 mmHg.

Il est utilisé pour plus de commodité comme mesure de pression pour la soi-disant unité Torricelli qui a le symbole "Torr" ; donc on peut définir que :

1 torr = 1 mmHg

Ce qui donne cela : 1 atm = 760 Torr ; donc 1 Torr = 1/760 d'une atmosphère standard, en un mot :

1 Torr = 1,316 10 x 3 – XNUMX atm, ce qui signifie que cela a été le résultat final.

Mesure de basse pression

La méthode développée par Pirani est la plus utilisée et la plus fréquente pour mesurer les basses pressions. Cette même méthode ne traite que d'une sorte de pont de Wheatstone où une force de pont est exposée au vide à mesurer.

La résistance de ce type d'élément de détection variera en fonction de l'évolution de la pression, car à des vides proches de la pression atmosphérique, le filament sera en contact avec beaucoup plus de molécules, ce qui générera une basse température et en même temps entraînera une faible valeur résistive.

Alors que le vide va s'améliorer, ce type de filament va trouver un plus petit nombre de molécules pour dissiper la chaleur, ce qui se traduit par une augmentation de la température. Ce type d'augmentation de température est ce qui produira à son tour une augmentation de la valeur résistive, générant une sorte de déséquilibre dans le pont de Wheatstone susmentionné.

Ce type d'instabilité est mesuré à l'aide d'un microampèremètre. Ensuite, il va interpoler tous les microampères générés grâce au pont de Wheatstone avec les valeurs du vide lui-même.

Ces valeurs rentrent dans 1 tableau avec lequel une échelle est tracée, c'est là où par exemple dans le cas des vacuomètres CINDELVAC, il y aura "0" microampères lorsque le soi-disant capteur est dans le vide poussé et en "50" microampères à pression atmosphérique. Le contenu de la table de réponse de ce pont dit CINDELVAC de Wheatstone est le suivant :

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

Mesures d'ionisation

Celles-ci ont le même type de base que les bombes dites à ionisation, à tel point qu'elles sont considérées comme une sorte de conséquence. Lorsque vient le temps de calculer certaines intensités de vide, certaines propositions sont utilisées qui ont été données par le célèbre physicien Bayard-Alpert, qui est le principal responsable de tous ces types d'appareils qui ont été en mesure de fournir avec précision toutes ces pressions jusqu'à environ 10–12 torr.

De nombreux types de forces s'exercent sur la terre, parmi lesquelles Forces fondamentales de la nature. L'air que nous respirons est principalement composé d'une grande diversité de gaz ; parmi eux, ceux qui sont d'une grande importance sont constitués d'oxygène et d'azote, cependant, il abrite généralement un certain nombre de concentrations de gaz telles que :

• Dioxyde de carbone
• Argon
• néon
• Helio
• Krypton
• Xénon
• L'hydrogène
• Méthane
• Le protoxyde d'azote
• Vapeur d'eau.

Applications des techniques de vide

Maintenant, à cette occasion, on vous présentera quel type d'applications techniques du vide est réalisé en fonction de la situation physique présente en ce moment :

Première situation physique : Basse pression

• Objectif: Une différence de pression est obtenue.

• Applications: Il est utilisé pour le support, le levage, le transport dans les pneus, les aspirateurs, le filtrage, ainsi que le moulage.

Deuxième situation physique : Faible densité moléculaire

• Objectif: Retirer les composants actifs de l'atmosphère.

• Applications: Il est utilisé pour les lampes, qu'il s'agisse de tubes incandescents, fluorescents ou électriques, en fusion, frittage, conditionnement, encapsulation et pour la détection de fuites.

Troisième situation physique : Faible densité moléculaire

• Objectif: Extraction de gaz occlus ou dissous.

• Applications: Il est utilisé pour le séchage, la déshydratation, la concentration, la lyophilisation, le dégazage et l'imprégnation.

Quatrième situation physique : Faible densité moléculaire

• Objectif: Diminution du transfert d'énergie.

• Applications: Il est utilisé pour l'isolation thermique, l'isolation électrique, la microbalance sous vide et la simulation spatiale.

Cinquième situation physique : Grand cours gratuit moyen

• Objectif: Évitez les accidents ou les collisions.

• Applications: Dans ce cas, il est utilisé pour :

-Les Tubes Électroniques – Rayons Cathodiques – TV

-Photocellules – Photomultiplicateurs – Tubes à rayons X

-Accélérateurs de particules – Spectromètres de masse – Séparateurs d'isotopes

-Microscopes électroniques – Soudage par faisceau d'électrons

-Métallisation (Evaporation, Pulvérisation Cathodique) – Distillation Moléculaire

Sixième situation physique : Temps de formation monocouche long

• Objectif: Nettoyer les surfaces.

• Applications: Étude du frottement, de l'adhérence, de la corrosion de surface. Essais de matériaux pour des expériences spatiales.

Notre Histoire

Tout au long de l'Antiquité et jusqu'à ce qui deviendra la Renaissance, l'existence de la pression atmosphérique a été exclue. Par conséquent, il n'était pas possible de donner une sorte d'explication sur les phénomènes à cause du vide. Dans les régions de la Grèce, environ 2 types de théories sont entrées en conflit pour cette raison même.

Pour Epicure et encore plus spécialement pour Démocrite et toute son école de pensée, la matière n'était pas entièrement constituée de continuité, mais était plutôt préparée par de petites particules invisibles appelées atomes qui se déplaçaient au milieu d'un espace vide et cela avec les différents agencements ceux-ci ont causé les divers états physiques.

Contrairement à, que pour le grand philosophe nommé Aristote, cet homme a rejeté la théorie du vide et pour justifier sa croyance et chacun des phénomènes que la propre physique d'Aristote ne pouvait pas expliquer, il a cité un dicton bien connu qui dit ce qui suit :

"La nature a horreur du vide"

C'est devenu une théorie qui est devenue pleinement dominante au cours du Moyen Âge et a duré jusqu'à la découverte de la pression. Ce genre de concept d'"horror vacui" est devenu largement utilisé même par Galilée lui-même au début du XVIIe siècle lorsqu'il était incapable d'expliquer à chacun de ses disciples le simple fait qu'une sorte de colonne d'eau à l'intérieur d'un tube fermé à son extrémité ne se détache pas si le tube s'est renversé alors que l'extrémité libre est immergée dans l'eau.

Cependant, cet homme a pu enseigner à tous ses disciples son souci d'avoir une explication du fait précédent et de tout ce qui s'y rapporte, notamment pourquoi les pompes aspirantes - roues à aubes, qui est l'organe hydraulique venu d'être inventé par Alejandrino Ctésibius, qui était un contemporain d'Archimède, ils ne pouvaient pas faire monter l'eau des puits à une hauteur qui dépassait 10 mètres de hauteur.

Chronologie des découvertes sur la technologie du vide

Observons une chronologie de toutes les découvertes qui ont été faites sur la technologie Void en partant de l'année 1643 jusqu'à l'année 1953, même si seules certaines d'entre elles seront mentionnées afin de ne pas trop s'étendre sur cette liste puisqu'il s'agit d'environ 40 événements :

Premier

• Auteur: Evangelista Torricelli
• Année: 1643
• Travail ou Découverte : Le vide dans la colonne de 760 mm de mercure

Deuxième

• Auteur: Blaise Pascal
• Année: 1650
• Travail ou Découverte : Variation de la colonne de mercure avec la hauteur

Troisième

• Auteur: Otto de Guericke
• Année: 1654
• Travail ou Découverte : Pompes à vide à piston. Hémisphère de Magdebourg

Quatrième

• Auteur: Robert Boyle
• Année: 1662
• Travail ou Découverte : Loi pression-volume des gaz parfaits

Cinquième

• Auteur: Edmé Mariotte
• Année: 1679
• Travail ou Découverte : Loi pression-volume des gaz parfaits

Sixième

• Auteur: Antoine Lavoisier
• Année: 1775
• Travail ou Découverte : Air composé d'un mélange d'O2 et de N2

Septième

• Auteur: Daniel Bernoulli
• Année: 1783
• Travail ou Découverte : Théorie cinétique des gaz

Huitième

• Auteur: Jacques Charles-J. Gay-Lussac
• Année: 1802
• Travail ou Découverte : Loi de Charles et Gay-Lussac, loi volume-température des gaz parfaits

Neuvième

• Auteur: Guillaume Henri

• Année: 1803

• Travail ou Découverte : La loi d'Henry, qui est qu'à température invariable, la quantité de gaz dilué dans un liquide est directement proportionnelle à la pression partielle que le gaz exerce sur ledit liquide.

Dixième

• Auteur: medhurst
• Année: 1810
• Travail ou Découverte : Propose la première ligne d'aspiration pneumatique entre bureaux de poste.

Onzième

• Auteur: Guillaume Coolidge
• Année: 1915
• Travail ou Découverte : tube à rayons X

Douzième

• Auteur: Wolfgang Gäde
• Année: 1915
• Travail ou Découverte : Pompe diffuseur de mercure.

Treizième

• Auteur: Irving Langmuir
• Année: 1915
• Travail ou Découverte : Lampe à incandescence remplie de gaz inerte.

Quatorzième

• Auteur: Irving Langmuir
• Année: 1916
• Travail ou Découverte : Pompe diffuseur de condensats de mercure

Quinzième

• Auteur: Oliver Ellsworth Buckley
• Année: 1916
• Travail ou Découverte : Jauge d'ionisation à cathode chaude

Seizième

• Auteur: Holweck
• Année: 1923
• Travail ou Découverte : bombe moléculaire

Dix septiéme

• Auteur: Gaëde
• Année: 1935
• Travail ou Découverte : Gaz – lest dans les pompes rotatives

Dix-huitième

• Auteur: M Penning
• Année: 1937
• Travail ou Découverte : Jauge à vide à ionisation à cathode froide

XIXe

• Auteur: Kenneth Hickmann
• Année: 1936
• Travail ou Découverte : Pompe diffuseur d'huile.

Douzième

• Auteur: J. Schwarz, R.G. Herb
• Année: 1953
• Travail ou Découverte : bombes ioniques.

Comme nous l'avons mentionné précédemment, cette courte liste n'est qu'une partie de la chronologie des découvertes du système de vide.

Applications sous vide

A divers moments, dans les grands laboratoires d'aujourd'hui, il arrive qu'un certain type de récipient rempli de gaz doive être immédiatement vidé. L'évacuation doit devenir la première étape dans la création d'un nouvel environnement gazeux.

Au cours du processus de distillation, ledit gaz doit être retiré fréquemment pendant que le processus de vidange est effectué. Dans certaines occasions, il est nécessaire de vider tout le récipient afin d'éviter que le même air ne contamine une certaine partie de la surface qui est propre ou n'interfère avec une sorte de réaction chimique.

Les particules atomiques doivent être gérées dans le vide afin d'éviter ce qui est la perte de "Momentum" par les collisions entre elles et les molécules de l'air. Une grande quantité de rayonnement est généralement absorbée par l'air lui-même et ne peut être diffusée que sur de longues périodes dans le vide.

Un type de système de vide consiste en une partie fondamentale pour ce que sont les instruments de laboratoire, parmi lesquels le spectromètre de masse et aussi les microscopes électroniques. Pour la déshydratation sous vide, le Simple Vacuum System est fréquemment utilisé ainsi que pour la congélation sous vide.

D'autres instruments ou machines hautement sophistiqués et à grande échelle qui nécessitent le système de vide sont les dispositifs thermonucléaires et également les accélérateurs de particules nucléaires. Dans le cas des grands procédés modernes des industries, parmi les plus remarquables figure la création des semi-conducteurs, qui nécessitent véritablement un environnement entièrement contrôlé sous vide de manière soignée et délicate.

Systèmes de vide

L'intensité et la structure de tous les gaz résultants dans un soi-disant système de vide varient généralement en fonction de son histoire et de sa conception de manière importante. Pour certaines applications, une petite quantité grossière de gaz résiduaire contenant des millions et des millions de molécules par cm³ C'est un peu tolérable.

Quelque chose qui a été d'une grande controverse depuis les temps anciens est devenu la théorie de Origine de l'univers qui a été très débattue par les grands philosophes de l'Histoire de l'Humanité.

À de nombreuses autres occasions, seulement quelques milliers de molécules par cm³ elles suffisent à créer un vide adéquat. Pour les cas de présence de pressions inférieures à l'atmosphère, celles-ci sont classées comme suit :

La première - gamme vide : Pression environnementale

• Pression en hPa (mbar): 013
• Pression en mmHg (Torr): 8
• Molécules/cm³: 7 × 10¹⁹
• Molécules/cm³: 7 × 10²⁵
• Libre parcours moyen : 68 nm¹

La deuxième - gamme vide : faible vide

• Pression en hPa (mbar): 300 – 1
• Pression en mmHg (Torr): 225 – 7.501 10 × XNUMX^-1
• Molécules/cm³: 10¹⁹au 10 Février¹⁶
• Molécules/cm³: 10²⁵au 10 Février²²
• Libre parcours moyen : 1 – 100 um

La troisième - gamme vide : À moitié vide

• Pression en hPa (mbar): 1 – 10^-3
• Pression en mmHg (Torr): 501 × 10^-1- 7.501 × 10^-4
• Molécules/cm³: 10¹⁶au 10 Février¹³
• Molécules/cm³: 10²²au 10 Février¹⁹
• Libre parcours moyen : 1 – 100mm

La Quatrième - Gamme Vide : Vide poussé

• Pression en hPa (mbar): 10^-3au 10 Février^-7
• Pression en mmHg (Torr): 501 × 10^-4- 7.501 × 10^-8
• Molécules/cm³: 10¹³au 10 Février⁹
• Molécules/cm³: 10¹⁹au 10 Février¹⁵
• Libre parcours moyen : 10cm – 1km

La Cinquième - Gamme Vide : Ultra-vide

• Pression en hPa (mbar): 10^-7au 10 Février^-12
• Pression en mmHg (Torr): 501 × 10^-8- 7.501 × 10^-13
• Molécules/cm³: 10⁹au 10 Février⁴
• Molécules/cm³: 10¹⁵au 10 Février¹⁰
• Libre parcours moyen : 1km – 10⁵km

La Sixième - Gamme Vide : Vide extrêmement élevé

• Pression en hPa (mbar): ^-12
• Pression en mmHg (Torr): <7.501 × 10^-13
• Molécules/cm³: ⁴
• Molécules/cm³: ¹⁰
• Libre parcours moyen : > 10⁵km

La structure du gaz dans un système de vide est modifiée au moment où le système se libère car l'efficacité des pompes à vide est différente pour les gaz. Aux faibles intensités, les molécules des parois dudit récipient commencent à être expulsées et à ce moment précis commence la formation du gaz résiduel.

Principalement, la densité du gaz qui reste sur les parois est appelée vapeur d'eau et dioxyde de carbone ; à de très basses pressions, dans le cas de récipients qui ont été cuits, on peut trouver de l'hydrogène.

Pour finir, nous vous recommandons de voir qu'il s'agit d'un Orbite et tout ce qui concerne cette trajectoire dans l'univers.