Ano ang Absolute Void? Kasaysayan at Higit Pa

El Vacio, ay itinuturing na kakulangan ng bagay sa isang tiyak na espasyo, na maaari nating isalin sa kakulangan ng isang bagay sa isang lugar. Sa susunod na artikulo malalaman natin ang lahat tungkol sa kung ano ang sinasabi ng Void ayon sa siyensiya, ang mga uri ng vacuum, mga sukat nito at marami pang iba.

Ano ang Void?

Ang Void ay binubuo ng kumpletong pag-abandona ng materyal sa mga elemento, na ayon sa siyensiya ay kilala bilang "Matter" sa isang partikular na espasyo o lugar, o kahit na tumutukoy sa kakulangan ng ilang uri ng nilalaman sa loob ng loob ng isang lalagyan. Malawak din itong tinatawag na Vacuum sa kung ano ang kondisyon ng isang lugar kung saan ang kapal ng mga particle ay malamang na mas mababa sa mga antas, isang halimbawa nito ay magiging Interstellar Space.

Sa parehong paraan, ito ay nangyayari sa kaso ng isang kalahating saradong butas kung saan ang presyon ng vacuum gayundin ang mga gas sa hangin ay karaniwang mas mababa kaysa sa atmospera. Ang Void ay maaaring mangyari nang natural o maging artipisyal, kaya ginagamit ito sa maraming pagkakataon para sa maraming bagay, tulad ng sa mga sumusunod na sektor:

• Teknolohikal
• Pagmomotor
• Parmasyutiko
• Pagkain

Kahulugan ng Walang Kabuluhan

Ayon sa konseptong ipinagkaloob ng American Vacuum Society o kilala rin sa acronym nitong "AVS" noong taong 1958, ang ekspresyon ay tumutukoy sa ilang espasyo na puno ng dami ng mga gas sa isang presyon na lubos na mas mababa kaysa hindi katulad ng atmospheric pressure, kaya na ang nasabing antas ng vacuum ay nadagdagan sa direktang pag-asa sa depreciation ng kung ano ang presyon ng natitirang gas.

Ang ibig sabihin nito ay na habang bumababa ang intensity, ang halaga ng vacuum na makukuha ay mas malaki, na nagpapahintulot sa mga eksperto na ma-kategorya ang antas ng vacuum at mahanap ito. Ang bawat isa sa mga saklaw na ito ay may kanya-kanyang katangian.

Pagsukat ng vacuum

Ang presyur sa atmospera ay ang lahat ng nagsasagawa ng atmospera o maging ang hangin sa ibabaw ng lupa. Sa temperatura ng silid at normal na presyon ng atmospera, 1 m³ Ang hangin ay isa na nagdadala ng humigit-kumulang 2 x 1.025 molecule na kumikilos sa average na bilis na humigit-kumulang 1.600 kilometro bawat oras (km/h).

Ang isang paraan upang masukat ang atmospheric pressure ay sa pamamagitan ng mercury barometer; kadalasang ipinapahayag nito ang mga halaga sa mga tuntunin ng elevation ng mercury column ng isang unit cross section na binubuo ng humigit-kumulang 760 mm ang haba. Sa batayan na ito, masasabi na ang karaniwang kapaligiran ay karaniwang katumbas ng humigit-kumulang 760 mmHg.

Ito ay ginagamit para sa kaginhawahan bilang isang pagsukat ng presyon sa tinatawag na Torricelli Unit na may simbolo na "Torr"; kaya maaaring tukuyin na:

1 Torr = 1 mmHg

Na nagbibigay na: 1 atm = 760 Torr; kaya 1 Torr = 1/760 ng isang karaniwang kapaligiran, sa maikling salita:

1 Torr = 1,316 x 10 – 3 atm, na nangangahulugan na ito na ang huling resulta.

Pagsukat ng Mababang Presyon

Ang pamamaraan na binuo ng Pirani, ay ang pinaka ginagamit at ang pinaka-madalas na magagawang sukatin ang mababang presyon. Ang parehong pamamaraan na ito ay tumatalakay lamang sa isang uri ng Wheatstone bridge kung saan ang puwersa ng tulay ay nakalantad sa vacuum na susukatin.

Ang paglaban ng ganitong uri ng elemento ng sensor ay mag-iiba ayon sa kung paano nagbabago ang presyon, dahil sa mga vacuum na malapit sa presyur sa atmospera ang filament ay makikipag-ugnayan sa marami pang molekula, na bubuo ng mababang temperatura at sa parehong oras ay magreresulta sa mababang resistive na halaga.

Habang bubuti ang vacuum, ang ganitong uri ng filament ay makakahanap ng mas maliit na bilang ng mga molecule upang mawala ang init, na nagreresulta sa pagtaas ng temperatura. Ang ganitong uri ng pagtaas ng temperatura ay kung ano ang magbubunga ng pagtaas sa resistive value, na magbubunga ng isang uri ng kawalan ng balanse sa nabanggit na Wheatstone bridge.

Ang ganitong uri ng kawalang-tatag ay sinusukat sa tulong ng isang Microammeter. Pagkatapos ay i-interpolating nito ang lahat ng microamperes na nabuo dahil sa Wheatstone bridge na may mga halaga ng vacuum mismo.

Ang mga halagang ito ay bumabalik sa 1 talahanayan kung saan iginuhit ang isang sukatan, dito, halimbawa, sa kaso ng mga vacuum gauge ng CINDELVAC, magkakaroon ng "0" na mga microamp kapag ang tinatawag na sensor ay nasa mataas na vacuum at nasa "50" microamps sa atmospheric pressure. Ang nilalaman ng talahanayan ng tugon ng tinatawag na CINDELVAC Wheatstone bridge na ito ay binubuo ng mga sumusunod:

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

Mga Pagsukat sa Ionization

Ang mga ito ay may parehong uri ng base gaya ng tinatawag na mga bomba ng ionization, sa isang lawak na ang mga ito ay itinuturing na isang uri ng kahihinatnan. Pagdating ng oras upang kalkulahin ang ilang partikular na intensity ng vacuum, ang ilang mga panukala ay ginamit na ibinigay ng kilalang physicist na si Bayard-Alpert, na siyang pangunahing taong responsable para sa lahat ng mga uri ng mga device na nakapagbigay ng tumpak na lahat ng mga pressure na iyon hanggang sa humigit-kumulang 10–12 Torr.

Maraming iba't ibang uri ng puwersa ang ibinibigay sa mundo, kabilang sa mga ito ay ang Pangunahing Puwersa ng Kalikasan. Ang hangin na ating nilalanghap ay pangunahing binubuo ng malaking pagkakaiba-iba ng mga gas; kabilang sa mga ito ang mga may malaking kahalagahan ay binubuo ng oxygen at nitrogen, gayunpaman, ito ay karaniwang naglalaman ng isang bilang ng mga konsentrasyon ng gas tulad ng:

• Carbon dioxide
• Argon
• Neon
• Helio
• Krypton
• Xenon
• Hydrogen
• Methane
• Nitrous oxide
• singaw ng tubig.

Mga Application ng Vacuum Techniques

Ngayon sa okasyong ito ay ipapakita sa iyo kung anong uri ng mga teknikal na aplikasyon ng vacuum ang isinasagawa depende sa pisikal na sitwasyon na naroroon sa sandaling ito:

Unang Pisikal na Sitwasyon: Mababang presyon

• Objetivo: Nakamit ang pagkakaiba sa presyon.

• Mga Aplikasyon: Ito ay ginagamit para sa suporta, pag-aangat, transportasyon sa mga gulong, vacuum cleaner, pagsala, pati na rin ang paghubog.

Pangalawang Pisikal na Sitwasyon: Mababang Densidad ng Molekular

• Objetivo: Alisin ang mga aktibong sangkap mula sa kapaligiran.

• Mga Aplikasyon: Ito ay ginagamit para sa mga lamp, kung sila ay maliwanag na maliwanag, fluorescent o electric tubes, sa pagtunaw, sintering, packaging, encapsulation at para sa leak detection.

Ikatlong Pisikal na Sitwasyon: Mababang Densidad ng Molekular

• Objetivo: Pagkuha ng occluded o dissolved gas.

• Mga Aplikasyon: Ito ay ginagamit para sa pagpapatayo, pag-aalis ng tubig, konsentrasyon, lyophilization, degassing at impregnation.

Ikaapat na Pisikal na Sitwasyon: Mababang Densidad ng Molekular

• Objetivo: Nabawasan ang paglipat ng enerhiya.

• Mga Aplikasyon: Ito ay ginagamit para sa thermal insulation, electrical insulation, vacuum microbalance at space simulation.

Ikalimang Pisikal na Sitwasyon: Mahusay na Medium Libreng Kurso

• Objetivo: Iwasan ang Pag-crash o Pagbangga.

• Mga Aplikasyon: Sa kasong ito, ginagamit ito para sa:

-Ang Electronic Tubes – Cathode Rays – TV

-Photocells – Photomultipliers – X-Ray Tubes

-Particle Accelerators – Mass Spectrometers – Isotope Separator

-Electronic Microscopes – Electron Beam Welding

-Metallization (Evaporation, Cathodic Sputtering) – Molecular Distillation

Ikaanim na Pisikal na Sitwasyon: Mahabang Oras ng Pagbuo ng Monolayer

• Objetivo: Malinis na mga ibabaw.

• Mga Aplikasyon: Pag-aaral ng friction, adhesion, surface corrosion. Pagsubok ng mga materyales para sa mga spatial na karanasan.

kasaysayan

Sa buong sinaunang panahon at hanggang sa naging Renaissance, ang pagkakaroon ng atmospheric pressure ay hindi kasama. Samakatuwid, hindi posible na magbigay ng isang uri ng paliwanag tungkol sa mga phenomena dahil sa vacuum. Sa mga rehiyon ng Greece, humigit-kumulang 2 uri ng mga teorya ang nagkasalungatan para dito mismo.

Para kay Epicurus at lalo na para kay Democritus at sa kanyang buong paaralan ng pag-iisip, ang bagay ay hindi ganap na binubuo ng pagpapatuloy, bagkus ay inihanda ng maliliit na di-nakikitang mga particle na kilala bilang mga atomo na gumagalaw sa gitna ng isang walang laman na espasyo at na may iba't ibang kaayusan. sanhi ito ng iba't ibang pisikal na estado.

Hindi tulad, na para sa dakilang pilosopo na nagngangalang Aristotle, tinanggihan ng taong ito ang teorya tungkol sa walang bisa at upang bigyang-katwiran ang kanyang paniniwala at bawat isa sa mga phenomena na hindi maipaliwanag ng sariling pisika ni Aristotle, sinipi niya ang isang kilalang kasabihan na nagsasabi kung ano ang sumusunod:

"Nakakaramdam ng takot ang kalikasan sa kawalan"

Ito ay naging isang teorya na naging ganap na nangingibabaw sa kurso ng Middle Ages at tumagal hanggang sa pagtuklas ng presyon. Ang ganitong uri ng konsepto ng "horror vacui" ay naging malawakang ginamit kahit ni Galileo mismo noong simula ng ika-XNUMX siglo nang hindi niya maipaliwanag sa bawat isa sa kanyang mga alagad ang simpleng katotohanan na ang isang uri ng haligi ng tubig sa loob ng isang tubo na sarado. sa dulo nito ay hindi natanggal kung ang tubo ay naging baligtad habang ang libreng dulo ay nakalubog sa tubig.

Gayunpaman, ang taong ito ay nakapagturo sa lahat ng kanyang mga alagad tungkol sa kanyang pag-aalala para sa pagkakaroon ng paliwanag sa nakaraang katotohanan at lahat ng bagay na nauugnay dito, lalo na kung bakit ang suction pump - mga impeller, na siyang hydraulic organ na dumating sa Being invented by Alejandrino Si Ctesibius, na isang kontemporaryo ni Archimedes, ay hindi nila magawang tumaas ang tubig mula sa mga balon hanggang sa taas na lampas sa 10 metro ang taas.

Kronolohiya ng mga Discoveries tungkol sa Vacuum Technology

Obserbahan natin ang isang kronolohiya ng lahat ng mga natuklasan na ginawa tungkol sa Void na teknolohiya simula sa taong 1643 hanggang sa taong 1953, bagama't ilan lamang sa mga ito ang babanggitin upang hindi na masyadong lumaki sa listahang ito dahil ito ay mga 40 kaganapan:

Muna

• May-akda: Evangelista Torricelli
• Taon: 1643
• Trabaho o Pagtuklas: Ang vacuum sa haligi ng 760 mm ng mercury

Pangalawa

• May-akda: Blaise Pascal
• Taon: 1650
• Trabaho o Pagtuklas: Pagkakaiba-iba ng haligi ng mercury na may taas

Pangatlo

• May-akda: Otto von Guericke
• Taon: 1654
• Trabaho o Pagtuklas: Mga vacuum pump ng piston. Magdeburg hemisphere

Pang-apat

• May-akda: Robert Boyle
• Taon: 1662
• Trabaho o Pagtuklas: Batas ng presyon-volume ng mga ideal na gas

Panglima

• May-akda: Edme Mariotte
• Taon: 1679
• Trabaho o Pagtuklas: Batas ng presyon-volume ng mga ideal na gas

Pang-anim

• May-akda: Antoine Lavoisier
• Taon: 1775
• Trabaho o Pagtuklas: Hangin na binubuo ng pinaghalong O2 at N2

Ikapitong

• May-akda: Daniel Bernoulli
• Taon: 1783
• Trabaho o Pagtuklas: Kinetic theory ng mga gas

Ika-walong

• May-akda: Jacques Charles-J. Bakla-Lussac
• Taon: 1802
• Trabaho o Pagtuklas: Batas nina Charles at Gay-Lussac, batas ng volume-temperatura ng mga ideal na gas

Ikasiyam

• May-akda: william henry

• Taon: 1803

• Trabaho o Pagtuklas: Ang Batas ni Henry, na sa isang walang pagbabago na temperatura, ang dami ng gas na natunaw sa isang likido ay direktang proporsyonal sa bahagyang presyon na ginagawa ng gas sa nasabing likido.

Ikasampu

• May-akda: medhurst
• Taon: 1810
• Trabaho o Pagtuklas: Iminumungkahi ang unang pneumatic vacuum line sa pagitan ng mga post office.

Pang-labing-isa

• May-akda: william coolidge
• Taon: 1915
• Trabaho o Pagtuklas: tubo ng x-ray

ikalabindalawa

• May-akda: Wolfgang Gaede
• Taon: 1915
• Trabaho o Pagtuklas: Mercury diffuser pump.

ikalabintatlo

• May-akda: Irving Langmuir
• Taon: 1915
• Trabaho o Pagtuklas: Incandescent lamp na puno ng inert gas.

panglabing apat

• May-akda: Irving Langmuir
• Taon: 1916
• Trabaho o Pagtuklas: Mercury condensate diffuser pump

ikalabinlima

• May-akda: Oliver Ellsworth Buckley
• Taon: 1916
• Trabaho o Pagtuklas: Hot cathode ionization gauge

Panglabing-anim

• May-akda: Holweck
• Taon: 1923
• Trabaho o Pagtuklas: bombang molekular

Ikalabimpito

• May-akda: Gaede
• Taon: 1935
• Trabaho o Pagtuklas: Gas – ballast sa mga rotary pump

Ikalabing-walo

• May-akda: M Penning
• Taon: 1937
• Trabaho o Pagtuklas: Cold Cathode Ionization Vacuum Gauge

ikalabinsiyam

• May-akda: Kenneth Hickmann
• Taon: 1936
• Trabaho o Pagtuklas: Oil diffuser pump.

ikalabindalawa

• May-akda: J. Schwarz, R.G. Herb
• Taon: 1953
• Trabaho o Pagtuklas: mga bomba ng ion.

Tulad ng nabanggit na namin dati, ang maikling listahang ito ay bahagi lamang ng kronolohiya ng mga pagtuklas ng vacuum system.

Mga Aplikasyon ng Vacuum

Sa iba't ibang panahon, sa mga malalaking laboratoryo ngayon, nangyayari na ang isang tiyak na uri ng lalagyan na puno ng gas ay kailangang agad na mawalan ng laman. Ang paglikas ay dapat maging pangunahing hakbang sa paglikha ng isang bagong gas na kapaligiran.

Sa panahon ng proseso ng distillation, ang nasabing gas ay kailangang alisin nang madalas habang ang proseso ng pag-alis ng laman ay isinasagawa. Sa ilang mga pagkakataon, kinakailangan na ang buong lalagyan ay walang laman upang maiwasan ang parehong hangin na mahawa sa isang tiyak na bahagi ng ibabaw na malinis o mula sa nakakasagabal sa ilang uri ng kemikal na reaksyon.

Ang mga atomic na particle ay kailangang pamahalaan sa isang vacuum upang maiwasan kung ano ang pagkawala ng "Momentum" sa pamamagitan ng mga banggaan sa pagitan nito at ng mga molekula ng hangin. Ang isang malaking halaga ng radiation ay karaniwang hinihigop ng hangin mismo at maaari lamang ikalat sa mahabang mga kahabaan sa isang vacuum.

Ang isang uri ng vacuum system ay binubuo ng isang pangunahing bahagi para sa kung ano ang mga instrumento sa laboratoryo, kasama ng mga ito ang Mass Spectrometer at gayundin ang Electron Microscopes. Para sa vacuum dehydration, ang Simple Vacuum System ay madalas na ginagamit gayundin para sa vacuum freezing.

Ang iba pang napaka-sopistikado at malakihang mga instrumento o makinarya na nangangailangan ng Vacuum System ay Thermonuclear Devices at pati na rin ang Nuclear Particle Accelerators. Sa kaso ng mahusay na modernong proseso ng mga industriya, kabilang sa mga pinakanamumukod-tanging ay ang paglikha ng mga semiconductors, na talagang nangangailangan ng isang kapaligiran na ganap na kinokontrol sa ilalim ng vacuum sa isang maingat at maselan na paraan.

Mga Sistema ng Vacuum

Parehong ang intensity at ang istraktura ng lahat ng mga resultang gas sa loob ng tinatawag na Vacuum System ay karaniwang nag-iiba ayon sa kasaysayan at disenyo nito sa isang mahalagang paraan. Para sa ilang partikular na aplikasyon, isang maliit na magaspang na halaga ng basurang gas na naglalaman ng milyun-milyon at milyun-milyong molekula bawat cm³ Ito ay medyo matatagalan.

Isang bagay na naging malaking kontrobersya mula noong sinaunang panahon ay naging Teorya ng Pinagmulan ng sansinukob na maraming pinagtatalunan ng mga dakilang pilosopo ng History of Humanity.

Sa maraming iba pang mga okasyon, ilang libong molekula lamang bawat cm³ sapat na ang mga ito upang lumikha ng sapat na vacuum. Para sa mga kaso ng pagkakaroon ng mga pressure na nasa ibaba ng atmospera, ang mga ito ay inuri bilang mga sumusunod:

Ang Una – Void Range: Presyon sa kapaligiran

• Presyon sa hPa (mbar): 013
• Presyon sa mmHg (Torr): 8
• Molecule/cm³: 7 × 10¹⁹
• Molecule/cm³: 7 × 10²⁵
• Ibig sabihin free landas: 68 nm¹​

Ang Pangalawa – Void Range: mababang vacuum

• Presyon sa hPa (mbar): 300 - 1
• Presyon sa mmHg (Torr): 225 - 7.501 × 10^-1
• Molecule/cm³: 10¹⁹- 10¹⁶
• Molecule/cm³: 10²⁵- 10²²
• Ibig sabihin free landas: 1 - 100 μm

Ang Ikatlo – Void Range: Kalahating walang laman

• Presyon sa hPa (mbar): 1 - 10^-3
• Presyon sa mmHg (Torr): 501 × 10^-1- 7.501 × 10^-4
• Molecule/cm³: 10¹⁶- 10¹³
• Molecule/cm³: 10²²- 10¹⁹
• Ibig sabihin free landas: 1 – 100mm

Ang Ikaapat – Void Range: Mataas na vacuum

• Presyon sa hPa (mbar): 10^-3- 10^-7
• Presyon sa mmHg (Torr): 501 × 10^-4- 7.501 × 10^-8
• Molecule/cm³: 10¹³- 10⁹
• Molecule/cm³: 10¹⁹- 10¹⁵
• Ibig sabihin free landas: 10cm – 1km

Ang Ikalima – Void Range: Napakataas na Vacuum

• Presyon sa hPa (mbar): 10^-7- 10^-12
• Presyon sa mmHg (Torr): 501 × 10^-8- 7.501 × 10^-13
• Molecule/cm³: 10⁹- 10⁴
• Molecule/cm³: 10¹⁵- 10¹⁰
• Ibig sabihin free landas: 1 km – 10⁵km

Ang Ikaanim – Void Range: Napakataas na Void

• Presyon sa hPa (mbar): ^-12
• Presyon sa mmHg (Torr): <7.501 × 10^-13
• Molecule/cm³: ⁴
• Molecule/cm³: ¹⁰
• Ibig sabihin free landas: > 10⁵km

Ang istraktura ng gas sa loob ng isang vacuum system ay binago sa oras na ang system ay naglalabas dahil ang kahusayan ng mga vacuum pump ay iba para sa mga gas. Sa mababang intensity, ang mga molekula ng mga dingding ng nasabing lalagyan ay nagsisimulang ilabas at sa mismong sandaling iyon ay magsisimula ang pagbuo ng natitirang gas.

Pangunahin, ang density ng gas na nananatili sa mga dingding ay tinatawag na singaw ng tubig at carbon dioxide; sa napakababang presyon, sa kaso ng mga lalagyan na pinaputok, ang hydrogen ay matatagpuan.

Upang matapos, inirerekumenda namin sa iyo na makita na ito ay a Orbit at lahat ng bagay na may kaugnayan sa trajectory na ito sa uniberso.