什麼是絕對虛空？歷史及更多 ▷➡️ Postposmo

El vacío，被認為是在某個空間中缺少物質，我們可以將其翻譯為在某個地方缺少某些東西。在下面的文章中，我們將了解有關 Void 的科學知識、真空的類型、它們的測量值等等。

什麼是虛空？

虛空是元素中物質的完全放棄，在科學上稱為特定空間或地點的“物質”，甚至是指容器內部缺少某種內容。它也被廣泛稱為真空，即粒子厚度往往遠低於水平的區域的條件，其中一個例子將成為星際空間。

同樣，它發生在半封閉孔的情況下，其中 真空壓力 以及空氣中的氣體通常比大氣中的少。虛空可以自然產生，甚至可以人為產生，所以它在很多場合被大量使用，比如在以下幾個領域：

技術
駕駛
藥劑師
食物

虛空的定義

根據美國真空學會在 1958 年授予的概念，或者也以其首字母縮寫詞“AVS”在 XNUMX 年為人所知，該表達是指充滿一定量氣體的空間，其壓力完全低於大氣壓，因此所述真空度的增加直接取決於殘餘氣體壓力的降低。

這意味著隨著強度的降低，將獲得的真空量將大大增加，這使得專家能夠對真空度進行分類並定位它。這些範圍中的每一個都有自己的特點。

真空測量

大氣壓力是影響地球表面大氣甚至空氣的全部壓力。在室溫和常壓下，1 m³ 空氣攜帶或多或少的 2 x 1.025 個分子，這些分子以大約 1.600 公里/小時 (km/h) 的平均速度運動。

測量大氣壓力的一種方法是通過水銀氣壓計；它通常以長度約為 760 毫米的單位橫截面的汞柱標高來表示數值。在此基礎上，可以說一個標準大氣壓通常等於 760 mmHg 左右。

為方便起見，它被用作對具有符號“托”的所謂托里切利單元的壓力測量；所以可以定義為：

1 托 = 1 毫米汞柱

這給出了：1 atm = 760 Torr；所以 1 Torr = 標準大氣壓的 1/760，簡而言之：

1 Torr = 1,316 x 10 – 3 atm，這意味著這是最終結果。

低壓測量

Pirani 開發的方法是測量低壓的最常用和最常用的方法。這種相同的方法只處理一種惠斯通電橋，其中電橋力暴露在要測量的真空中。

這種類型的傳感元件的電阻會根據壓力的變化而變化，因為在接近大氣壓的真空下，燈絲將與更多的分子接觸，這將產生低溫，同時導致低電阻值。

雖然真空度會提高，但這種類型的燈絲會發現較少數量的分子來散熱，從而導致溫度升高。這種溫度升高反過來會導致電阻值增加，從而在上述惠斯通電橋中產生一種不平衡。

這種不穩定性是在微安表的幫助下測量的。然後它將用真空本身的值對惠斯通電橋產生的所有微安進行插值。

這些值返回到一個繪製刻度的表格中，例如，在 CINDELVAC 真空計的情況下，當所謂的傳感器處於高真空和處於在大氣壓下為“1”微安。這個所謂的 CINDELVAC 惠斯通電橋的響應表的內容包括以下內容：

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

電離測量

這些與所謂的電離炸彈具有相同類型的基礎，以至於它們被視為一種後果。在計算某些真空強度時，使用了著名物理學家 Bayard-Alpert 提出的一些建議，他是所有這些類型的設備的主要負責人，這些設備能夠準確地提供高達約10-12 托。

地球上施加了許多不同類型的力，其中包括 自然的基本力量. 我們呼吸的空氣主要由多種氣體組成；其中最重要的是氧氣和氮氣，但是，它通常包含許多氣體濃度，例如：

二氧化碳
氬氣
氖
Helio公司
氪
氙
氫
甲烷
笑氣
水蒸氣。

真空技術的應用

現在在這種情況下，您將看到根據目前存在的物理情況進行真空技術應用的類型：

第一種身體狀況： 低壓

目的： 實現了壓力差。

應用範圍： 用於輪胎、吸塵器、過濾、成型等的支撐、起重、運輸。

第二身體狀況： 低分子密度

目的： 從大氣中去除活性成分。

應用範圍： 它用於燈，無論是白熾燈、熒光燈還是電燈，在熔化、燒結、包裝、封裝和洩漏檢測中。

第三身體狀況： 低分子密度

目的： 提取封閉或溶解的氣體。

應用範圍： 用於乾燥、脫水、濃縮、凍乾、脫氣和浸漬。

第四種身體狀況： 低分子密度

目的： 能量轉移減少。

應用範圍： 用於隔熱、電絕緣、真空微量天平和空間模擬。

第五身體狀況： 大中免費課程

目的： 避免崩潰或碰撞。

應用範圍： 在這種情況下，它用於：

-電子管 - 陰極射線 - 電視

-光電管 – 光電倍增管 – X 射線管

-粒子加速器 – 質譜儀 – 同位素分離器

-電子顯微鏡——電子束焊接

-金屬化（蒸發、陰極濺射）- 分子蒸餾

第六身體狀況： 長單層形成時間

目的： 清潔表面。

應用範圍： 摩擦、粘附、表面腐蝕的研究。測試空間體驗的材料。

歷史

在整個古代，直到文藝復興時期，大氣壓力的存在都被排除在外。因此，由於真空，不可能對這種現像給出一種解釋。由於這個原因，在希臘地區，大約有兩種理論發生了衝突。

對於伊壁鳩魯，尤其是德謨克利特和他的整個學派來說，物質並不完全由連續性組成，而是由被稱為原子的不可見的小粒子在空曠的空間中間移動並以不同的排列方式形成的這些導致了各種物理狀態。

與偉大的哲學家亞里士多德不同的是，這個人拒絕了關於虛無的理論，為了證明他的信念和亞里士多德自己的物理學無法解釋的每一種現象，他引用了一句著名的諺語：

“大自然對虛無感到恐懼”

這成為在中世紀完全占主導地位的理論，並一直持續到壓力的發現。這種“恐怖真空”的概念甚至被伽利略本人在 XNUMX 世紀初廣泛使用，當時他無法向他的每個門徒解釋一個簡單的事實，即封閉的管中的一種水柱如果管子倒置而自由端浸入水中，則其末端不會脫落。

然而，這個人能夠教導他所有的弟子他對解釋先前事實以及與之相關的一切的關注，特別是為什麼吸泵 - 葉輪，這是由亞歷杭德里諾發明的液壓機構與阿基米德同時代的克特西比烏斯無法使水從井中上升到超過 10 米的高度。

真空技術發現年表

讓我們觀察一下從 1643 年到 1953 年關於虛空技術的所有發現的年表，儘管只提及其中一些，以免在此列表中擴展太多，因為它大約有 40 個事件：

第一

作者： 伊万傑利斯塔·托里切利
年： 1643
工作或發現： 760 mm水銀柱內的真空度

第二

作者： 帕斯卡
年： 1650
工作或發現： 汞柱隨高度的變化

第三

作者： 奧托·馮·格里克
年： 1654
工作或發現： 活塞真空泵。馬格德堡半球

第四

作者： 羅伯特博伊爾
年： 1662
工作或發現： 理想氣體的壓力-體積定律

昆托

作者： 埃德梅·馬里奧特
年： 1679
工作或發現： 理想氣體的壓力-體積定律

第六

作者： 安托萬·拉瓦錫
年： 1775
工作或發現： 空氣由 O2 和 N2 的混合物組成

第七

作者： 丹尼爾·伯努利
年： 1783
工作或發現： 氣體動力學理論

第八

作者： 雅克查爾斯-J。蓋-呂薩克
年： 1802
工作或發現： 查爾斯和蓋-呂薩克定律，理想氣體的體積-溫度定律

第九

作者： 威廉·亨利

年： 1803

工作或發現： 亨利定律，即在恆定溫度下，稀釋在液體中的氣體量與氣體施加在所述液體上的分壓成正比。

第十

作者： 麥德赫斯特
年： 1810
工作或發現： 提出了郵局之間的第一條氣動真空管線。

第十一

作者： 威廉柯立芝
年： 1915
工作或發現： X 射線管

第十二

作者： 沃爾夫岡·蓋德
年： 1915
工作或發現： 汞擴散泵。

第十三

作者： 歐文·朗繆爾
年： 1915
工作或發現： 充滿惰性氣體的白熾燈。

第十四

作者： 歐文·朗繆爾
年： 1916
工作或發現： 汞冷凝擴散泵

第十五

作者： 奧利弗·埃爾斯沃思·巴克利
年： 1916
工作或發現： 熱陰極電離規

第十六

作者： 霍爾維克
年： 1923
工作或發現： 分子炸彈

第十七

作者： 蓋德
年： 1935
工作或發現： 旋轉泵中的氣鎮流器

第十八

作者： M·彭寧
年： 1937
工作或發現： 冷陰極電離真空計

第十九

作者： 肯尼斯·希克曼
年： 1936
工作或發現： 油擴散泵。

第十二

作者： J. Schwarz, R. G. 赫伯
年： 1953
工作或發現： 離子炸彈。

正如我們之前提到的，這份簡短的清單只是真空系統發現年表的一部分。

真空應用

在當今的大型實驗室中，有時會發生某種裝滿氣體的容器必須立即清空的情況。疏散必須成為創造新氣體環境的首要步驟。

在蒸餾過程的過程中，在進行排空過程時必須經常去除所述氣體。在某些情況下，需要清空整個容器，以防止相同的空氣污染清潔表面的某個部分或乾擾某種化學反應。

原子粒子必須在真空中進行管理，以防止由於它與空氣分子之間的碰撞而損失“動量”。大量的輻射通常被空氣本身吸收，並且只能在真空中長時間散射。

一種真空系統由實驗室儀器的基本部分組成，其中包括質譜儀和電子顯微鏡。對於真空脫水，經常使用簡單真空系統以及真空冷凍。

其他需要真空系統的高度精密和大型儀器或機械是熱核設備和核粒子加速器。在大型現代工業過程中，最突出的是半導體的創造，這確實需要一個在真空下以仔細和微妙的方式完全控制的環境。

真空系統

在所謂的真空系統中，所有產生的氣體的強度和結構通常都會根據其歷史和設計而以重要的方式發生變化。對於某些應用，每平方厘米含有數百萬個分子的少量粗廢氣³ 這有點可以忍受。

自古爭議很大的東西變成了 宇宙的起源 人類歷史上的偉大哲學家對此進行了多次辯論。

在許多其他情況下，每平方厘米只有幾千個分子³它們足以產生足夠的真空。對於存在低於大氣壓的壓力的情況，分類如下：

第一——虛空範圍： 環境壓力

以 hPa (mbar) 為單位的壓力： 013
以 mmHg (Torr) 為單位的壓力： 8
分子/厘米³: 7×10¹⁹
分子/厘米³: 7×10²⁵
平均自由路徑： 68 nm¹

第二——虛空範圍： 低真空

以 hPa (mbar) 為單位的壓力： 300 – 1
以 mmHg (Torr) 為單位的壓力： 225 – 7.501×10^{- 1}
分子/厘米³: 10¹⁹ - 10¹⁶
分子/厘米³: 10²⁵ - 10²²
平均自由路徑： 1 – 100 微米

第三——虛空範圍： 半空狀態

以 hPa (mbar) 為單位的壓力： 1 – 10^{- 3}
以 mmHg (Torr) 為單位的壓力： 501×10^{- 1}-7.501×10^{- 4}
分子/厘米³: 10¹⁶ - 10¹³
分子/厘米³: 10²² - 10¹⁹
平均自由路徑： 1 – 100 毫米

第四——虛空範圍： 高真空

以 hPa (mbar) 為單位的壓力： 10^{- 3} - 10^{- 7}
以 mmHg (Torr) 為單位的壓力： 501×10^{- 4}-7.501×10^{- 8}
分子/厘米³: 10¹³ - 10⁹
分子/厘米³: 10¹⁹ - 10¹⁵
平均自由路徑： 10cm – 1km

第五——虛空範圍： 超高真空

以 hPa (mbar) 為單位的壓力： 10^{- 7} - 10^{- 12}
以 mmHg (Torr) 為單位的壓力： 501×10^{- 8}-7.501×10^{- 13}
分子/厘米³: 10⁹ - 10⁴
分子/厘米³: 10¹⁵ - 10¹⁰
平均自由路徑： 1 公里 – 10⁵km

第六——虛空範圍： 極高的空隙

以 hPa (mbar) 為單位的壓力： <10^{- 12}
以 mmHg (Torr) 為單位的壓力： <7.501×10^{- 13}
分子/厘米³: <10⁴
分子/厘米³: <10¹⁰
平均自由路徑： > 10⁵km

真空系統中氣體的結構在系統釋放時會發生變化，因為真空泵的效率對於氣體是不同的。在低強度下，所述容器壁的分子開始被排出，並且在那一刻開始形成殘餘氣體。

首先，殘留在牆壁上的氣體的密度稱為水蒸氣和二氧化碳；在非常低的壓力下，對於已經燃燒的容器，可以找到氫氣。

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