アブソリュートボイドとは何ですか？ 歴史など

El vacíoは、特定の空間における物質の欠如と見なされます。これは、ある場所に何かが欠如していることを意味します。 次の記事では、Voidが科学的に何を話しているのか、真空の種類、それらの測定値などについてすべてを知っています。

ボイドとは何ですか？

ボイドは、特定の空間または場所で「物質」として科学的に知られている、要素内の物質の完全な放棄で構成されています。または、コンテナの内部にある種のコンテンツがないことを指します。 粒子の厚さがレベルをはるかに下回る傾向がある領域の状態とは、真空とも広く呼ばれています。この例として、星間空間があります。

同様に、ハーフクローズの穴の場合にも発生します。 真空圧 空気中のガスのそれと同様に、通常、大気中よりも少ないです。 ボイドは自然に発生することも、人工的に生成されることもあるため、次のセクターなど、さまざまな用途に使用されます。

• 技術の
• モーターリング
• 薬剤師
• 食物

ボイドの定義

American Vacuum Societyによって付与された、または1958年にその頭字語「AVS」としても知られている概念によると、この表現は、大気圧とはまったく異なる圧力のガスで満たされた空間を指します。その真空度は、残留ガスの圧力が何であるかの減価償却に直接依存して増加します。

これが意味することは、強度が低下するにつれて、取得される真空の量がはるかに多くなることです。これにより、専門家は真空の程度を分類して特定することができます。 これらの範囲にはそれぞれ独自の特性があります。

真空測定

大気圧は、地球の表面の大気または空気さえも実践するすべてのものです。 室温および通常の大気圧で、1 m³ 空気は、時速約2 km（km / h）の平均速度で動いている1.025x1.600個の分子を運ぶ空気です。

大気圧を測定する760つの方法は、水銀気圧計を使用することです。 通常、長さ約760mmの単位断面積の​​水銀柱の標高で値を表します。 これに基づいて、標準気圧は通常約XNUMXmmHgに等しいと言えます。

これは、「Torr」の記号が付いたいわゆるTorricelliユニットの圧力測定として便利に使用されます。 したがって、次のように定義できます。

1トル = 1mmHg

これにより、次のようになります。1 atm = 760 Torr; つまり、1 Torr =標準気圧の1/760、一言で言えば：

1 Torr = 1,316 x 10 – 3 atm、これはこれが最終結果であることを意味します。

低圧測定

ピラニによって開発された方法は、低圧を測定できるようにするために最も使用され、最も頻繁に使用されます。 この同じ方法は、ブリッジ力が測定対象の真空にさらされる一種のホイートストンブリッジのみを扱います。

このタイプのセンサー要素の抵抗は、圧力の変化に応じて変化します。これは、大気圧に近い真空では、フィラメントがより多くの分子と接触するため、低温が発生すると同時に、低温が発生するためです。抵抗値。

真空が改善される一方で、このタイプのフィラメントは、熱を放散する分子の数が少なくなり、その結果、温度が上昇します。 この種の温度上昇は、抵抗値の増加を引き起こし、前述のホイートストンブリッジに一種の不均衡を生成します。

この種の不安定性は、マイクロアンメータを使用して測定されます。 次に、ホイートストンブリッジによって生成されたすべてのマイクロアンペアを真空自体の値で補間します。

これらの値は、目盛りが描かれた1つのテーブルに返されます。これは、たとえば、CINDELVAC真空計の場合、いわゆるセンサーが高真空にあり、大気圧で「0」マイクロアンペア。 このいわゆるCINDELVACホイートストンブリッジの応答テーブルの内容は、次のもので構成されています。

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

イオン化測定

これらは、いわゆるイオン化爆弾と同じタイプの基地を持っており、一種の結果と見なされています。 特定の真空強度を計算するときが来ると、有名な物理学者のバヤード・アルパートによって与えられたいくつかの提案が使用されます。 10〜12トル。

地球にはさまざまな種類の力が作用しています。 自然の基本的な力。 私たちが呼吸する空気は、主に多種多様なガスで構成されています。 それらの中で非常に重要なものは酸素と窒素で構成されていますが、一般的に次のような多くのガス濃度を収容しています。

• 二酸化炭素
• アルゴン
• ネオン
• エリオ
• クリプトン
• キセノン
• 水素
• メタン
• 亜酸化窒素
• 水蒸気。

真空技術の応用

この機会に、その時点で存在する物理的状況に応じて、真空のどのような技術的アプリケーションが実行されるかが示されます。

最初の物理的状況： 低圧

• Objetivo： 圧力差が発生します。

• 用途： タイヤのサポート、持ち上げ、輸送、掃除機、ろ過、成形に使用されます。

XNUMX番目の物理的状況： 低分子密度

• Objetivo： 大気から有効成分を取り除きます。

• 用途： 白熱灯、蛍光灯、電気管などのランプ、溶融、焼結、パッケージング、カプセル化、リーク検出に使用されます。

XNUMX番目の物理的状況： 低分子密度

• Objetivo： 閉塞または溶解したガスの抽出。

• 用途： 乾燥、脱水、濃縮、凍結乾燥、脱気、含浸に使用されます。

XNUMX番目の物理的状況： 低分子密度

• Objetivo： エネルギー伝達の低下。

• 用途： 断熱、電気絶縁、真空マイクロバランス、宇宙シミュレーションに使用されます。

XNUMX番目の物理的状況： グレートミディアムフリーコース

• Objetivo： 衝突や衝突を避けてください。

• 用途： この場合、次の目的で使用されます。

-電子管–陰極線–テレビ

-フォトセル–光電子増倍管–X線管

-粒子加速器–質量分析計–同位体分離器

-電子顕微鏡–電子ビーム溶接

-金属化（蒸発、陰極スパッタリング）–分子蒸留

XNUMX番目の物理的状況： 長い単分子層形成時間

• Objetivo： 表面をきれいにします。

• 用途： 摩擦、接着、表面腐食の研究。 空間体験のための材料のテスト。

沿革

古代を通して、そしてルネッサンスになるまで、大気圧の存在は排除されていました。 そのため、真空のため、現象についての説明はできませんでした。 ギリシャの地域では、まさにこの理由で約2種類の理論が対立しました。

エピクロス、特にデモクリトスと彼の思想全体にとって、物質は完全に連続性で構成されていたのではなく、空の空間の真ん中で移動する原子と呼ばれる小さな目に見えない粒子と、異なる配置の粒子によって準備されましたこれらはさまざまな物理的状態を引き起こしました。

それとは異なり、アリストテレスという名の偉大な哲学者にとって、この男は虚空についての理論を拒否し、彼の信念とアリストテレス自身の物理学が説明できない各現象を正当化するために、彼は次のことを言う有名な言葉を引用しました：

「自然は空虚に恐怖を感じる」

これは中世の間に完全に支配的になり、圧力が発見されるまで続いた理論になりました。 このような「ホラーバキュイ」の概念は、XNUMX世紀初頭、ガリレオ自身が、閉じた管の中にある種の水柱があるという単純な事実を弟子たちに説明できなかったときにも広く使われるようになりました。自由端が水に沈んでいる間にチューブが反転した場合、その端は外れません。

しかし、この男は、以前の事実とそれに関連するすべてのことを説明することへの懸念について、すべての弟子たちに教えることができました。特に、吸引ポンプ-インペラーは、Alejandrinoによって発明された油圧オルガンです。アルキメデスの同時代人であったクテシビオスは、井戸から高さ10メートルを超える高さまで水を上昇させることができませんでした。

真空技術に関する発見の年表

1643年から1953年までのVoidテクノロジーに関して行われたすべての発見の年表を観察しましょう。ただし、約40のイベントであるため、このリストにあまり記載されないように、一部のみが言及されます。

最初の

• 著者： エヴァンジェリスタトリチェッリ
• 年： 1643
• 仕事または発見： 水銀柱760mmのカラムの真空

2番目の

• 著者： ブレーズ·パスカル
• 年： 1650
• 仕事または発見： 高さによる水銀柱の変化

第3

• 著者： オットーフォンゲリケ
• 年： 1654
• 仕事または発見： ピストン真空ポンプ。 マクデブルク半球

クアルト

• 著者： ロバートボイル
• 年： 1662
• 仕事または発見： 理想気体の圧力-体積の法則

第五

• 著者： エドム・マリオット
• 年： 1679
• 仕事または発見： 理想気体の圧力-体積の法則

XNUMX番目

• 著者： アントワーヌラヴォアジエ
• 年： 1775
• 仕事または発見： O2とN2の混合物で構成された空気

7番目

• 著者： ダニエル・ベルヌーイ
• 年： 1783
• 仕事または発見： 気体の運動論

第八

• 著者： ジャック・シャルル-J。 ゲイ・ルサック
• 年： 1802
• 仕事または発見： チャールズとゲイ・リュサックの法則、理想気体の体積-温度の法則

XNUMX番目

• 著者： ウィリアム・ヘンリー

• 年： 1803

• 仕事または発見： ヘンリーの法則は、不変の温度で、液体で希釈されるガスの量は、ガスがその液体に及ぼす分圧に正比例するというものです。

XNUMX番目

• 著者： メドハースト
• 年： 1810
• 仕事または発見： 郵便局間の最初の空気圧真空ラインを提案します。

XNUMX番目

• 著者： ウィリアム・クーリッジ
• 年： 1915
• 仕事または発見： X線管

XNUMX番目

• 著者： ヴォルフガングゲーデ
• 年： 1915
• 仕事または発見： 水銀拡散ポンプ。

XNUMX番目

• 著者： アーヴィングラングミュア
• 年： 1915
• 仕事または発見： 不活性ガスで満たされた白熱灯。

XNUMX番目

• 著者： アーヴィングラングミュア
• 年： 1916
• 仕事または発見： 水銀凝縮物拡散ポンプ

XNUMX番目

• 著者： オリヴァー・エルズワース・バックリー
• 年： 1916
• 仕事または発見： 熱陰極イオン化ゲージ

XNUMX番目

• 著者： ホルベック
• 年： 1923
• 仕事または発見： 分子爆弾

XNUMX番目

• 著者： ゲーデ
• 年： 1935
• 仕事または発見： ガス–ロータリーポンプのバラスト

XNUMX番目

• 著者： M.ペニング
• 年： 1937
• 仕事または発見： 冷陰極電離真空計

XNUMX番目

• 著者： ケネス・ヒックマン
• 年： 1936
• 仕事または発見： オイルディフューザーポンプ。

XNUMX番目

• 著者： J.シュワルツ、R。G.ハーブ
• 年： 1953
• 仕事または発見： イオン爆弾。

前に述べたように、この短いリストは、真空システムの発見の年表の一部にすぎません。

真空アプリケーション

さまざまな時期に、今日の大規模な研究所では、ガスで満たされた特定の種類の容器をすぐに空にしなければならないことがあります。 避難は、新しいガス環境を作り出すための主要なステップにならなければなりません。

蒸留プロセスの過程で、空にするプロセスが実行されている間、前記ガスは頻繁に除去されなければならない。 場合によっては、同じ空気がきれいな表面の特定の部分を汚染したり、ある種の化学反応を妨害したりするのを防ぐために、容器全体を空にする必要があります。

原子粒子と空気の分子との衝突による「運動量」の損失を防ぐために、原子粒子は真空中で管理する必要があります。 大量の放射線は通常、空気自体によって吸収され、真空中の長い範囲でのみ散乱することができます。

ある種の真空システムは、質量分析計や電子顕微鏡などの実験器具の基本的な部分で構成されています。 真空脱水には、真空凍結だけでなく、シンプル真空システムが頻繁に使用されます。

真空システムを必要とする他の非常に洗練された大規模な機器または機械は、熱核装置および核粒子加速器です。 現代の大規模な工業プロセスの場合、最も顕著なのは半導体の作成です。これには、真空下で注意深く繊細な方法で完全に制御される環境が本当に必要です。

真空システム

いわゆる真空システム内で結果として生じるすべてのガスの強度と構造の両方は、通常、その歴史と設計に応じて重要な方法で変化します。 特定のアプリケーションでは、XNUMXcmあたり数百万の分子を含む少量の粗い廃ガス³ やや許容範囲です。

古くから大きな論争を呼んできたものが、 宇宙の起源 これは、人類の歴史の偉大な哲学者によって多くの議論がなされてきました。

他の多くの場合、XNUMXcmあたりわずか数千の分子³ それらは適切な真空を作り出すのに十分です。 大気圧より低い圧力が存在する場合、これらは次のように分類されます。

最初の–ボイド範囲： 環境圧力

• hPa（mbar）単位の圧力： 013
• 圧力（mmHg（Torr））： 8
• 分子/cm³: 7×10¹⁹
• 分子/cm³: 7×10²⁵
• 平均自由行程： 68 nm¹​,war

XNUMX番目–ボイド範囲： 低真空

• hPa（mbar）単位の圧力： 300 – 1
• 圧力（mmHg（Torr））： 225 –7.501×10^-1
• 分子/cm³: 10¹⁹- 10¹⁶
• 分子/cm³: 10²⁵- 10²²
• 平均自由行程： 1 – 100 ミクロン

XNUMX番目–ボイド範囲： 半分空

• hPa（mbar）単位の圧力： 1 – 10^-3
• 圧力（mmHg（Torr））： 501x10^-1-7.501×10^-4
• 分子/cm³: 10¹⁶- 10¹³
• 分子/cm³: 10²²- 10¹⁹
• 平均自由行程： 1〜100mm

XNUMX番目–ボイド範囲： 高真空

• hPa（mbar）単位の圧力： 10^-3- 10^-7
• 圧力（mmHg（Torr））： 501x10^-4-7.501×10^-8
• 分子/cm³: 10¹³- 10⁹
• 分子/cm³: 10¹⁹- 10¹⁵
• 平均自由行程： 10cm – 1km

XNUMX番目–ボイド範囲： 超高真空

• hPa（mbar）単位の圧力： 10^-7- 10^-12
• 圧力（mmHg（Torr））： 501x10^-8-7.501×10^-13
• 分子/cm³: 10⁹- 10⁴
• 分子/cm³: 10¹⁵- 10¹⁰
• 平均自由行程： 1 km – 10⁵km

XNUMX番目–ボイド範囲： 非常に高いボイド

• hPa（mbar）単位の圧力： <10^-12
• 圧力（mmHg（Torr））： <7.501×10^-13
• 分子/cm³: <10⁴
• 分子/cm³: <10¹⁰
• 平均自由行程： > 10⁵km

真空ポンプの効率はガスによって異なるため、真空システム内のガスの構造は、システムが解放されるときに変更されます。 低強度では、前記容器の壁の分子が放出され始め、その瞬間に残留ガスの形成が始まる。

主に、壁に残るガスの密度は水蒸気と二酸化炭素と呼ばれます。 非常に低い圧力では、焼成された容器の場合、水素が見つかります。

最後に、それが 軌道 そして宇宙のこの軌道に関連するすべてのもの。