Vad är det absoluta tomrummet? Historia och mer

El vacío, betraktas som bristen på materia i ett visst utrymme, vilket vi kan översätta till bristen på något på en plats. I följande artikel kommer vi att veta allt om vad vakuumet är vetenskapligt sett, typerna av vakuum, dess mått och mycket mer.

Vad är tomrummet?

The Void består av det fullständiga övergivandet av materialet i elementen, vilket är vetenskapligt känt som "Materien" i ett specifikt utrymme eller plats, eller till och med hänvisar till bristen på någon typ av innehåll i det inre av en behållare. Det kallas också allmänt för vakuum till vad som är tillståndet för ett område där tjockleken på partiklarna tenderar att vara långt under nivåerna, ett exempel på detta skulle bli Interstellar Space.

På samma sätt inträffar det vid ett halvt slutet hål där vakuumtryck liksom luftgaserna är vanligtvis mindre än i atmosfären. Tomrummet kan uppstå naturligt eller till och med genereras artificiellt, varför det används vid många tillfällen för ett stort antal saker, till exempel inom följande sektorer:

• teknisk
• Bilkörning
• farmaceut
• Mat

Definition av tomrummet

Enligt konceptet som gavs av American Vacuum Society eller också känt under dess förkortning "AVS" år 1958, syftar uttrycket på ett utrymme fyllt med en mängd gaser vid ett tryck som är totalt mindre än skillnaden i atmosfärstryck, så att nämnda vakuumgrad ökar i direkt beroende med deprecieringen av vad som är restgasens tryck.

Vad detta betyder är att när intensiteten minskar kommer mängden vakuum som kommer att förvärvas att bli mycket större, vilket gör att experter kan kategorisera graden av vakuum och lokalisera det. Vart och ett av dessa intervall har sina egna egenskaper.

Vakuummätning

Atmosfäriskt tryck är allt det som utövas av atmosfären eller till och med luften på jordens yta. Vid rumstemperatur och normalt atmosfärstryck, 1 m³ Luft är en som bär mer eller mindre 2 x 1.025 1.600 molekyler som är i rörelse med en medelhastighet på cirka XNUMX XNUMX kilometer i timmen (km/h).

Ett sätt att mäta vad atmosfärstryck är är med hjälp av en kvicksilverbarometer; det uttrycker vanligtvis värden i termer av höjden av kvicksilverkolonnen av en enhetstvärsnitt bestående av cirka 760 mm i längd. På grundval av detta kan man säga att en standardatmosfär vanligtvis är lika med cirka 760 mmHg.

Den används för enkelhets skull som ett mått på trycket till den så kallade Torricelli-enheten som har symbolen "Torr"; så det kan definieras att:

1 Torr = 1 mmHg

Vilket ger att: 1 atm = 760 Torr; varvid 1 Torr = 1/760 av en standardatmosfär, i ett nötskal:

1 Torr = 1,316 10 x 3 – XNUMX atm, vilket betyder att detta har blivit slutresultatet.

Lågtrycksmätning

Metoden som utvecklats av Pirani är den mest använda och vanligaste för att mäta lågtryck. Samma metod behandlar bara en sorts Wheatstone-bro där en brokraft befinner sig exponerad för det vakuum som ska mätas.

Motståndet hos denna typ av sensorelement kommer att variera beroende på hur trycket förändras, eftersom vid vakuum nära atmosfärstrycket kommer filamentet att vara i kontakt med många fler molekyler, vilket kommer att generera en låg temperatur och samtidigt resultera i ett lågt resistivt värde.

Medan vakuumet kommer att förbättras, kommer denna typ av filament att hitta färre molekyler för att avleda värmen, vilket resulterar i en ökning av temperaturen. Denna typ av temperaturökning är vad som i sin tur kommer att ge en ökning av det resistiva värdet, vilket genererar en sorts obalans i den tidigare nämnda Wheatstone-bron.

Denna typ av instabilitet mäts med hjälp av en Microammeter. Då kommer interpoleringen av alla mikroampere som har genererats av Wheatstone-bron med värdena för själva vakuumet att kvarstå.

Dessa värden returneras i en tabell med vilken en skala ritas, det är här, till exempel, i fallet med CINDELVAC vakuummätare kommer det att finnas "1" mikroampere när den så kallade sensorn är i högvakuum och "0" mikroampere vid atmosfärstryck. Innehållet i svarstabellen för denna så kallade CINDELVAC Wheatstone-brygga består av följande:

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

Joniseringsmätningar

Dessa har samma typ av grund som de så kallade joniseringsbomberna, i sådan utsträckning att de betraktas som en sorts konsekvens. När det är dags att beräkna vissa vakuumintensiteter används några förslag som gavs av den välrenommerade fysikern Bayard-Alpert, som är huvudansvarig för alla de typer av enheter som har kunnat leverera alla dessa tryck exakt upp till ca. 10–12 Torr.

Många olika slags krafter utövas på jorden, bland dem är Grundläggande naturkrafter. Luften vi andas består huvudsakligen av en mängd olika gaser; Bland dem består de som är av stor betydelse av syre och kväve, men det rymmer i allmänhet ett antal gaskoncentrationer som:

• Koldioxid
• Argon
• neon
• Helio
• Krypton
• Xenon
• väte
• metan
• Lustgas
• Vattenånga.

Tillämpningar av vakuumtekniker

Nu, vid detta tillfälle, kommer du att presenteras för den typ av tekniska tillämpningar av vakuum som utförs beroende på den fysiska situationen som är närvarande för tillfället:

Första fysiska situationen: Lågtryck

• Objetivo: En tryckskillnad uppnås.

• applikationer: Den används för att stödja, lyfta, transportera i däck, dammsugare, filtrering samt gjutning.

Andra fysiska situationen: Låg molekylär densitet

• Objetivo: Ta bort aktiva komponenter från atmosfären.

• applikationer: Den används för lampor oavsett om de är glödlampor, lysrör eller elektriska rör, vid smältning, sintring, förpackning, inkapsling och för läcksökning.

Tredje fysiska situationen: Låg molekylär densitet

• Objetivo: Extraktion av tilltäppt eller löst gas.

• applikationer: Det används för uttorkning, uttorkning, koncentration, frystorkning, avgasning och impregnering.

Fjärde fysiska situationen: Låg molekylär densitet

• Objetivo: Minskad energiöverföring.

• applikationer: Den används för värmeisolering, elektrisk isolering, vakuummikrobalans och för att utföra rumslig simulering.

Femte fysiska situationen: Bra medelfri kurs

• Objetivo: Undvik krascher eller kollisioner.

• applikationer: I det här fallet används det för:

-De elektroniska rören – Katodstrålar – TV

-Fotoceller – Fotomultiplikatorer – Röntgenrör

-Partikelacceleratorer - Masspektrometrar - Isotopseparatorer

-Elektroniska mikroskop – Elektronstrålesvetsning

-Metallisering (avdunstning, förstoftning) – Molekylär destillation

Sjätte fysiska situationen: Lång monolager bildningstid

• Objetivo: Rengör ytor.

• applikationer: Studie av friktion, vidhäftning, ytkorrosion. Testa material för rumsliga upplevelser.

historia

Under hela antiken och fram till det som kom att bli renässansen uteslöts det som var förekomsten av atmosfärstryck. Därför gick det inte att ge en sorts förklaring om fenomenen på grund av vakuumet. I regionerna i Grekland kom två klasser av teorier att konfrontera varandra av just denna anledning.

För Epikuros och ännu mer speciellt för Demokritos och hela hans tankeskola bestod inte materien av en sammanhängande helhet, utan den var snarare uppbyggd av små osynliga partiklar kända som atomer som rörde sig mitt i ett tomt utrymme och som med olika arrangemang orsakade olika fysiska tillstånd.

Till skillnad från den store filosofen vid namn Aristoteles, förkastade denne man teorin om vakuumet och för att rättfärdiga sin tro och vart och ett av de fenomen som Aristoteles egen fysik inte kunde förklara, citerade han ett välkänt talesätt som säger följande:

"Naturen känner skräck vid tomrummet"

Detta blev en teori som blev helt dominerande under medeltiden och varade fram till upptäckten av trycket. Denna typ av begrepp "horror vacui" blev allmänt använd även av Galileo själv i början av XNUMX-talet när han inte kunde förklara för var och en av sina lärjungar det enkla faktum att en sorts vattenpelare i ett rör som var stängt vid dess ände lossnar inte om röret har blivit upp och ned medan den fria änden är nedsänkt i vatten.

Men den här mannen kunde lära alla sina lärjungar om sin oro för att ha en förklaring av det tidigare faktumet och allt som är relaterat till det, särskilt varför sugpumparna - pumphjul, som är det hydrauliska organet som kom till Uppfanns av Alejandrino Ctesibius, som var en samtida med Archimedes, kunde de inte få vattnet att stiga från brunnarna till en höjd som översteg 10 meter i höjd.

Kronologi för upptäckter om vakuumteknologi

Låt oss observera en kronologi över alla upptäckter som har gjorts med vakuumteknik från år 1643 till år 1953, även om bara några av dem kommer att nämnas för att inte utöka den här listan för mycket eftersom det handlar om cirka 40 händelser:

Först

• Författare: Evangelista Torricelli
• år: 1643
• Arbete eller upptäckt: Vakuumet i kolonnen av 760 mm kvicksilver

Andra

• Författare: Blaise Pascal
• år: 1650
• Arbete eller upptäckt: Variation av kvicksilverpelaren med höjden

tredje

• Författare: Otto von Guericke
• år: 1654
• Arbete eller upptäckt: Kolvvakuumpumpar. Magdeburg halvklotet

fjärde

• Författare: Robert Boyle
• år: 1662
• Arbete eller upptäckt: Tryck-volymlag för idealgaser

Femte

• Författare: Edme Mariotte
• år: 1679
• Arbete eller upptäckt: Tryck-volymlag för idealgaser

Sjätte

• Författare: Antoine Lavoisier
• år: 1775
• Arbete eller upptäckt: Luft som består av en blandning av O2 och N2

Sjunde

• Författare: Daniel Bernoulli
• år: 1783
• Arbete eller upptäckt: Kinetisk teori om gaser

åttonde

• Författare: Jacques Charles-J. Gay-Lussac
• år: 1802
• Arbete eller upptäckt: Charles och Gay-Lussacs lag, volym-temperaturlag för idealgaser

nionde

• Författare: william henry

• år: 1803

• Arbete eller upptäckt: Henrys lag, som säger att vid en konstant temperatur är mängden gas utspädd i en vätska direkt proportionell mot det partialtryck som gasen utövar på vätskan.

Tionde

• Författare: medhurst
• år: 1810
• Arbete eller upptäckt: Den föreslår den första pneumatiska vakuumlinjen mellan postkontor.

Elfte

• Författare: william coolidge
• år: 1915
• Arbete eller upptäckt: röntgenrör

Tolfte

• Författare: Wolfgang Gaede
• år: 1915
• Arbete eller upptäckt: Mercury diffusor pump.

Trettonde

• Författare: irving langmuir
• år: 1915
• Arbete eller upptäckt: Glödlampa fylld med inert gas.

Fjortonde

• Författare: irving langmuir
• år: 1916
• Arbete eller upptäckt: Diffusorpump för kvicksilverkondensat

Femtonde

• Författare: Oliver Ellsworth Buckley
• år: 1916
• Arbete eller upptäckt: Het katodjoniseringsmätare

Sextonde

• Författare: Holweck
• år: 1923
• Arbete eller upptäckt: molekylär bomb

Sjuttonde

• Författare: Gaede
• år: 1935
• Arbete eller upptäckt: Gas – ballast i roterande pumpar

Artonde

• Författare: M Penning
• år: 1937
• Arbete eller upptäckt: Kalkatodjoniseringsvakuummätare

Nittonde

• Författare: Kenneth Hickmann
• år: 1936
• Arbete eller upptäckt: Oljespridningspump.

Tolfte

• Författare: J. Schwarz, R.G. Herb
• år: 1953
• Arbete eller upptäckt: jonbomber.

Som vi nämnde tidigare är denna lilla lista bara en del av kronologin för upptäckterna av vakuumsystemet.

Vakuumapplikationer

Vid olika tillfällen, i dagens stora laboratorier, händer det att en viss typ av behållare som är full med gas omedelbart måste tömmas. Evakuering måste bli det primära steget för att skapa en ny gasformig miljö.

Under destillationsprocessen måste nämnda gas ofta avlägsnas medan tömningsprocessen utförs. Vid vissa tillfällen krävs att hela behållaren måste tömmas för att förhindra att samma luft förorenar en viss del av ytan som är ren eller stör någon form av kemisk reaktion.

Atompartiklarna måste hanteras i ett vakuum för att förhindra vad som är förlusten av "Momentum" genom kollisioner mellan det och luftmolekylerna. En stor mängd strålning absorberas vanligtvis av luften själv och kan bara spridas över långa sträckor i vakuum.

En typ av vakuumsystem består av en grundläggande del för vad laboratorieinstrument är, bland dem masspektrometern och det finns även elektronmikroskop. För vakuumdehydrering används Simple Vacuum System ofta såväl som för vakuumfrysning.

Andra instrument eller maskiner som kräver det mycket sofistikerade och storskaliga vakuumsystemet är termonukleära enheter och även kärnpartikelacceleratorer. När det gäller stora moderna industriella processer är bland de mest framträdande skapandet av halvledare, som verkligen kräver en miljö som är helt kontrollerad under vakuum på ett noggrant och känsligt sätt.

Vakuumsystem

Både intensiteten och strukturen hos alla gaser som bildas i ett så kallat vakuumsystem varierar vanligtvis beroende på dess historia och design på ett viktigt sätt. För vissa tillämpningar en liten grov mängd avgas som innehåller miljontals och miljoner molekyler per cm³ Det är något acceptabelt.

Något som har varit mycket kontroversiellt sedan urminnes tider har kommit att vara Theory of Universums ursprung som har diskuterats mycket av de stora filosoferna inom mänsklighetens historia.

Vid många andra tillfällen så lite som några tusen molekyler per cm³ de räcker för att skapa ett adekvat vakuum. För fall av förekomst av tryck som ligger under atmosfären klassificeras dessa enligt följande:

The First – Void Range: Miljötryck

• Tryck i hPa (mbar): 013
• Tryck i mmHg (Torr): 8
• Molekyler/cm³: 7 × 10¹⁹
• Molekyler/cm³: 7 × 10²⁵
• Genomsnittlig fri väg: 68 nm¹â € <

The Second – Void Range: lågt vakuum

• Tryck i hPa (mbar): 300 - 1
• Tryck i mmHg (Torr): 225 - 7.501 × 10^-1
• Molekyler/cm³: 10¹⁹- 10¹⁶
• Molekyler/cm³: 10²⁵- 10²²
• Genomsnittlig fri väg: 1 - 100 ^ m

The Third – Void Range: Halvtomt

• Tryck i hPa (mbar): 1 - 10^-3
• Tryck i mmHg (Torr): 501 × 10^-1- 7.501 × 10^-4
• Molekyler/cm³: 10¹⁶- 10¹³
• Molekyler/cm³: 10²²- 10¹⁹
• Genomsnittlig fri väg: 1 – 100 mm

The Fourth – Void Range: Högt vakuum

• Tryck i hPa (mbar): 10^-3- 10^-7
• Tryck i mmHg (Torr): 501 × 10^-4- 7.501 × 10^-8
• Molekyler/cm³: 10¹³- 10⁹
• Molekyler/cm³: 10¹⁹- 10¹⁵
• Genomsnittlig fri väg: 10 cm – 1 km

The Fifth – Void Range: Ultrahögt vakuum

• Tryck i hPa (mbar): 10^-7- 10^-12
• Tryck i mmHg (Torr): 501 × 10^-8- 7.501 × 10^-13
• Molekyler/cm³: 10⁹- 10⁴
• Molekyler/cm³: 10¹⁵- 10¹⁰
• Genomsnittlig fri väg: 1 km – 10⁵km

The Sixth – Void Range: Extremt hög tomrum

• Tryck i hPa (mbar): ^-12
• Tryck i mmHg (Torr): <7.501 × 10^-13
• Molekyler/cm³: ⁴
• Molekyler/cm³: ¹⁰
• Genomsnittlig fri väg: > 10⁵km

Gasens struktur i ett vakuumsystem ändras när systemet släpps ut eftersom effektiviteten hos vakuumpumpar är annorlunda för gaser. Vid låga intensiteter börjar molekylerna från väggarna av nämnda behållare att drivas ut och i just det ögonblicket börjar bildandet av restgasen.

I första hand kallas densiteten hos gasen som finns kvar på väggarna vattenånga och koldioxid; vid mycket låga tryck, när det gäller containrar som kommit för att eldas, kan man hitta vätgas.

För att avsluta rekommenderar vi att du ser att det är en Bana och allt relaterat till denna bana i universum.