절대 공허란 무엇인가? 역사 및 기타

El vacío, 는 특정 공간에 물질이 부족한 것으로 간주되며, 이는 장소에 무언가가 없다는 것으로 해석할 수 있습니다. 다음 기사에서 우리는 Void가 과학적으로 말하는 것, 진공의 유형, 측정치 등에 대한 모든 것을 알게 될 것입니다.

공허란 무엇인가?

Void는 특정 공간이나 장소에서 과학적으로 "물질"로 알려진 요소의 재료의 완전한 포기로 구성되거나 심지어 컨테이너 내부에 어떤 유형의 내용이 부족함을 나타냅니다. 또한 입자의 두께가 준위보다 훨씬 낮은 경향이 있는 영역의 상태를 진공이라고도 하며, 그 예로 성간 공간이 있습니다.

같은 방식으로 반쯤 닫힌 구멍의 경우에도 발생합니다. 진공 압력 뿐만 아니라 공기 중의 가스는 일반적으로 대기보다 적습니다. Void는 자연적으로 또는 인위적으로 생성될 수 있으므로 다음 분야와 같이 많은 경우에 많이 사용됩니다.

• 테크놀로지코
• 자동차 운전
• 약사
• 음식

공허의 정의

1958년 미국진공학회(American Vacuum Society)가 부여한 개념 또는 약어 "AVS"로도 알려져 있는 이 표현에 따르면, 이 표현은 대기압보다 완전히 낮은 압력에서 기체의 양으로 채워진 일부 공간을 의미하므로, 상기 진공도는 잔류 가스의 압력이 얼마인지 감가 상각에 직접적으로 의존하여 증가된다는 것입니다.

이것이 의미하는 바는 강도가 감소함에 따라 획득될 진공의 양이 훨씬 더 많아 전문가가 진공의 정도를 분류하고 위치를 찾을 수 있도록 한다는 것입니다. 이러한 각 범위에는 고유한 특성이 있습니다.

진공 측정

대기압은 대기 또는 지구 표면의 공기까지 작용하는 모든 것입니다. 실온 및 정상 대기압에서 1m³ 공기는 평균 2km/h의 속도로 움직이는 1.025 x 1.600개의 분자를 운반하는 공기입니다.

대기압을 측정하는 한 가지 방법은 수은 기압계를 사용하는 것입니다. 그것은 일반적으로 약 760mm 길이로 구성된 단위 단면의 수은 기둥의 높이 측면에서 값을 나타냅니다. 이를 바탕으로 표준 대기는 일반적으로 약 760mmHg와 같다고 말할 수 있습니다.

"Torr" 기호가 있는 소위 Torricelli Unit에 대한 압력 측정으로 편의상 사용됩니다. 따라서 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

1토르 = 1mmHg

이는 다음을 제공합니다. 1 atm = 760 Torr; 따라서 1 Torr = 표준 대기의 1/760, 간단히 말해서:

1 Torr = 1,316 x 10 – 3 atm, 이는 이것이 최종 결과임을 의미합니다.

저압 측정

Pirani가 개발한 방법은 저압을 측정하기 위해 가장 많이 사용되고 가장 많이 사용되는 방법입니다. 이 동일한 방법은 브리지 포스가 측정할 진공에 노출되는 일종의 휘트스톤 브리지에만 적용됩니다.

이러한 유형의 센서 소자의 저항은 대기압에 가까운 진공에서 필라멘트가 더 많은 분자와 접촉하여 낮은 온도를 생성하는 동시에 낮은 온도를 생성하기 때문에 압력 변화에 따라 달라집니다. 저항 값.

진공이 개선되는 동안 이러한 유형의 필라멘트는 열을 발산하기 위해 더 적은 수의 분자를 찾아 온도를 증가시킵니다. 이러한 종류의 온도 증가는 차례로 저항 값을 증가시켜 앞서 언급한 Wheatstone 브리지에 일종의 불균형을 생성합니다.

이러한 종류의 불안정성은 Microammeter의 도움으로 측정됩니다. 그런 다음 Wheatstone 브리지로 인해 생성된 모든 마이크로암페어를 진공 자체의 값으로 보간합니다.

이 값은 눈금이 그려진 1 테이블에 반환됩니다. 예를 들어 CINDELVAC 진공 게이지의 경우 소위 센서가 고진공에 있고 대기압에서 "0" 마이크로암페어. 이 소위 CINDELVAC Wheatstone 브리지의 응답 테이블 내용은 다음과 같이 구성됩니다.

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

이온화 측정

이들은 일종의 결과로 간주될 정도로 소위 이온화 폭탄과 같은 유형의 염기를 가지고 있습니다. 특정 진공 강도를 계산할 때가 오면, 약 10m²까지의 모든 압력을 정확하게 공급할 수 있었던 모든 유형의 장치를 책임지고 있는 저명한 물리학자 Bayard-Alpert가 제안한 몇 가지 제안이 사용됩니다. 12–XNUMX 토르.

많은 다른 종류의 힘이 지구에 가해지고 있는데 그 중 하나는 다음과 같습니다. 자연의 기본 힘. 우리가 호흡하는 공기는 주로 매우 다양한 기체로 구성되어 있습니다. 그 중 매우 중요한 것은 산소와 질소로 구성되어 있지만 일반적으로 다음과 같은 여러 가스 농도를 수용합니다.

• 이산화탄소
• 아르곤
• 네온
• 태양의 뜻
• 크립톤
• 크세논 가스 원소
• 수소
• 메탄
• 아산화 질소
• 물 증기.

진공 기술의 응용

이제 이 기회에 당시의 물리적 상황에 따라 어떤 종류의 진공 기술 적용이 수행되는지 알려드리겠습니다.

첫 번째 물리적 상황: 저기압

• Objetivo : 압력차가 발생합니다.

• 신청 : 지지, 리프팅, 타이어 운송, 진공 청소기, 여과 및 성형에 사용됩니다.

두 번째 물리적 상황: 저분자밀도

• Objetivo : 대기에서 활성 성분을 제거하십시오.

• 신청 : 백열등, 형광등 또는 전기관 등 램프에 사용되며 용융, 소결, 포장, 캡슐화 및 누출 감지에 사용됩니다.

세 번째 물리적 상황: 저분자밀도

• Objetivo : 폐색되거나 용해된 가스 추출.

• 신청 : 건조, 탈수, 농축, 동결 건조, 탈기 및 함침에 사용됩니다.

네 번째 물리적 상황: 저분자밀도

• Objetivo : 에너지 전달 감소.

• 신청 : 단열, 전기 절연, 진공 마이크로 저울 및 공간 시뮬레이션에 사용됩니다.

다섯 번째 물리적 상황: 그레이트 미디엄 무료 코스

• Objetivo : 충돌이나 충돌을 피하십시오.

• 신청 : 이 경우 다음 용도로 사용됩니다.

-전자 튜브 – 음극선 – TV

-광전지 – 광전자 증배관 – X선관

-입자 가속기 – 질량 분석기 – 동위 원소 분리기

-전자현미경 – 전자빔 용접

-금속화(증발, 음극 스퍼터링) – 분자 증류

여섯 번째 물리적 상황: 긴 단층 형성 시간

• Objetivo : 표면을 청소하십시오.

• 신청 : 마찰, 접착, 표면 부식 연구. 공간 경험을 위한 재료 테스트.

연혁

고대와 르네상스가 될 때까지 대기압의 존재는 배제되었습니다. 따라서 진공 상태로 인해 현상에 대한 일종의 설명을 할 수 없었습니다. 그리스 지역에서는 바로 이 때문에 두 가지 정도의 이론이 충돌하게 되었다.

에피쿠로스, 특히 데모크리토스와 그의 전체 사상학파에게 있어 물질은 전적으로 연속성으로 이루어진 것이 아니라 빈 공간의 한가운데에서 움직이는 원자라고 하는 보이지 않는 작은 입자와 다른 배열을 가진 입자에 의해 준비되었습니다. 이들은 다양한 물리적 상태를 야기했습니다.

아리스토텔레스라는 위대한 철학자와는 달리 이 사람은 공허에 대한 이론을 거부하고 자신의 믿음과 아리스토텔레스 자신의 물리학이 설명할 수 없는 각각의 현상을 정당화하기 위해 다음과 같은 유명한 말을 인용했습니다.

“자연은 공허에서 공포를 느낀다”

이것은 중세 시대에 완전히 지배적인 이론이 되었고 압력이 발견될 때까지 지속되었습니다. 이러한 종류의 "공포 공포(horror vacui)" 개념은 XNUMX세기 초 갈릴레오 자신도 제자들에게 막힌 관 안에 일종의 물기둥이 있다는 단순한 사실을 설명할 수 없었을 때까지 널리 사용되었습니다. 자유단이 물에 잠긴 상태에서 튜브가 거꾸로 된 경우 끝단에서 빠지지 않습니다.

그러나 이 사람은 이전의 사실과 이와 관련된 모든 것, 특히 흡입 펌프-임펠러, 즉 알레한드리노가 발명한 수압 기관인 이유에 대해 설명하는 것에 대한 그의 관심에 대해 모든 제자들에게 가르칠 수 있었습니다. 아르키메데스와 동시대 사람인 크테시비우스는 우물에서 물이 10미터가 넘는 높이까지 솟아오르게 만들지 못했습니다.

진공 기술에 대한 발견 연대기

1643년부터 1953년까지 Void 기술에 대해 이루어진 모든 발견의 연대기를 관찰해 보겠습니다. 비록 약 40개의 이벤트이므로 이 목록에서 너무 많이 확장하지 않기 위해 그 중 일부만 언급할 것입니다.

처음으로

• 저자 : 에반젤리스타 토리첼리
• 년 : 1643
• 작업 또는 발견: 760mm 수은 컬럼의 진공

초

• 저자 : Blaise 파스칼
• 년 : 1650
• 작업 또는 발견: 높이에 따른 수은 기둥의 변화

셋째

• 저자 : 오토 폰 게리케
• 년 : 1654
• 작업 또는 발견: 피스톤 진공 펌프. 마그데부르크 반구

네번째

• 저자 : 로버트 보일
• 년 : 1662
• 작업 또는 발견: 이상 기체의 압력-체적 법칙

다섯째

• 저자 : 에드미 마리오트
• 년 : 1679
• 작업 또는 발견: 이상 기체의 압력-체적 법칙

육분의 하나

• 저자 : 앙투안 라부아지에
• 년 : 1775
• 작업 또는 발견: O2와 N2의 혼합물로 구성된 공기

일곱째

• 저자 : 다니엘 베르누이
• 년 : 1783
• 작업 또는 발견: 기체의 운동론

여덟 번째

• 저자 : 자크 샤를-J. 게이 뤼삭
• 년 : 1802
• 작업 또는 발견: Charles와 Gay-Lussac의 법칙, 이상 기체의 부피-온도 법칙

아홉째

• 저자 : 윌리엄 헨리

• 년 : 1803

• 작업 또는 발견: 불변 온도에서 액체에 희석된 기체의 양은 기체가 액체에 가하는 부분압에 정비례한다는 헨리의 법칙.

열 번째

• 저자 : 메드허스트
• 년 : 1810
• 작업 또는 발견: 우체국 간 최초의 공압 진공 라인을 제안합니다.

십일

• 저자 : 윌리엄 쿨리지
• 년 : 1915
• 작업 또는 발견: 엑스레이 튜브

열두 번째

• 저자 : 볼프강 가에데
• 년 : 1915
• 작업 또는 발견: 수은 디퓨저 펌프.

열세 번째

• 저자 : 어빙 랭뮤어
• 년 : 1915
• 작업 또는 발견: 불활성 가스로 채워진 백열 램프.

제 십사

• 저자 : 어빙 랭뮤어
• 년 : 1916
• 작업 또는 발견: 수은 응축수 디퓨저 펌프

제 십오

• 저자 : 올리버 엘스워스 버클리
• 년 : 1916
• 작업 또는 발견: 열음극 이온화 게이지

열여섯 번째

• 저자 : 홀벡
• 년 : 1923
• 작업 또는 발견: 분자 폭탄

열일곱 번째

• 저자 : 개데
• 년 : 1935
• 작업 또는 발견: 가스 – 로터리 펌프의 밸러스트

십팔

• 저자 : M. 페닝
• 년 : 1937
• 작업 또는 발견: 냉음극 이온화 진공 게이지

열아홉 번째

• 저자 : 케네스 힉맨
• 년 : 1936
• 작업 또는 발견: 오일 디퓨저 펌프.

열두 번째

• 저자 : J. Schwarz, R.G. 허브
• 년 : 1953
• 작업 또는 발견: 이온 폭탄.

앞에서 언급했듯이 이 짧은 목록은 진공 시스템의 발견 연대기의 일부일 뿐입니다.

진공 응용 분야

오늘날의 대규모 실험실에서는 때때로 가스로 가득 찬 특정 유형의 용기를 즉시 비워야 하는 일이 발생합니다. 대피는 새로운 기체 환경을 만드는 기본 단계가 되어야 합니다.

증류 공정 동안, 상기 가스는 비움 공정이 수행되는 동안 자주 제거되어야 한다. 어떤 경우에는 동일한 공기가 깨끗한 표면의 특정 부분을 오염시키거나 일종의 화학 반응을 방해하는 것을 방지하기 위해 전체 용기를 비워야 합니다.

원자 입자는 공기 분자와 충돌하여 "운동량"이 손실되는 것을 방지하기 위해 진공 상태에서 관리해야 합니다. 많은 양의 방사선은 일반적으로 공기 자체에 흡수되며 진공 상태에서 길게 뻗을 때만 산란될 수 있습니다.

진공 시스템 유형은 질량 분석기 및 전자 현미경과 같은 실험실 기기에 대한 기본적인 부분으로 구성됩니다. 진공 탈수의 경우 단순 진공 시스템이 자주 사용되며 진공 동결에도 사용됩니다.

진공 시스템을 필요로 하는 기타 고도로 정교하고 대규모 기기 또는 기계는 열핵 장치 및 핵 입자 가속기입니다. 대규모 현대 산업 공정의 경우 가장 눈에 띄는 것은 반도체의 생성으로, 진공 상태에서 신중하고 섬세한 방식으로 완전히 제어되는 환경이 진정으로 필요합니다.

진공 시스템

소위 진공 시스템 내에서 생성되는 모든 가스의 강도와 구조는 일반적으로 중요한 방식으로 역사와 설계에 따라 다릅니다. 특정 응용 분야의 경우 cm당 수백만 및 수백만 분자를 포함하는 소량의 거친 폐가스³ 어느 정도 견딜 수 있습니다.

고대부터 큰 논쟁거리가 되어온 것이 이론이 되었다. 우주의 기원 이것은 인류사의 위대한 철학자들에 의해 많이 논의되어 왔습니다.

다른 많은 경우에는 cm당 분자 수가 수천 개에 불과합니다.³ 그들은 적절한 진공을 만들기에 충분합니다. 대기보다 낮은 압력이 존재하는 경우에는 다음과 같이 분류됩니다.

첫 번째 - 공허 범위: 환경 압력

• 압력(hPa)(mbar): 013
• mmHg(토르) 단위의 압력: 8
• 분자/cm³: 7 × 10¹⁹
• 분자/cm³: 7 × 10²⁵
• 평균 자유 경로: 68 nm¹â € <

두 번째 – 공허 범위: 저진공

• 압력(hPa)(mbar): 300 – 1
• mmHg(토르) 단위의 압력: 225 – 7.501 × 10^{- 1}
• 분자/cm³: 10¹⁹- 10¹⁶
• 분자/cm³: 10²⁵- 10²²
• 평균 자유 경로: 1 – 100 μm의

세 번째 – 공허 범위: 절반이 빈

• 압력(hPa)(mbar): 1 – 10^{- 3}
• mmHg(토르) 단위의 압력: 501 × 10^{- 1}-7.501 × 10^{- 4}
• 분자/cm³: 10¹⁶- 10¹³
• 분자/cm³: 10²²- 10¹⁹
• 평균 자유 경로: 1 – 100mm

네 번째 - 공허 범위: 고진공

• 압력(hPa)(mbar): 10^{- 3}- 10^{- 7}
• mmHg(토르) 단위의 압력: 501 × 10^{- 4}-7.501 × 10^{- 8}
• 분자/cm³: 10¹³- 10⁹
• 분자/cm³: 10¹⁹- 10¹⁵
• 평균 자유 경로: 10cm – 1km

다섯 번째 – 공허 범위: 초고진공

• 압력(hPa)(mbar): 10^{- 7}- 10^{- 12}
• mmHg(토르) 단위의 압력: 501 × 10^{- 8}-7.501 × 10^{- 13}
• 분자/cm³: 10⁹- 10⁴
• 분자/cm³: 10¹⁵- 10¹⁰
• 평균 자유 경로: 1km – 10⁵km

여섯 번째 – 공허 범위: 극도로 높은 공허

• 압력(hPa)(mbar): <10^{- 12}
• mmHg(토르) 단위의 압력: <7.501 × 10^{- 13}
• 분자/cm³: <10⁴
• 분자/cm³: <10¹⁰
• 평균 자유 경로: > 10⁵km

진공 펌프의 효율은 가스마다 다르기 때문에 진공 시스템 내의 가스 구조는 시스템이 해제될 때 변경됩니다. 낮은 강도에서 용기 벽의 분자는 배출되기 시작하고 바로 그 순간에 잔류 가스의 형성이 시작됩니다.

주로 벽에 남아있는 가스의 밀도를 수증기와 이산화탄소라고 합니다. 매우 낮은 압력에서 연소된 용기의 경우 수소가 발견될 수 있습니다.

완료하려면 다음을 확인하는 것이 좋습니다. 궤도 그리고 우주의 이 궤적과 관련된 모든 것.