Çfarë dimë për vakumin?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-07 16:29

Në kuptimin më të rreptë, një vakum është një rajon i hapësirës në të cilin materia mungon plotësisht. Ky term përfaqëson zbrazëti absolute dhe problemi i tij kryesor është se përshkruan një gjendje ideale që nuk mund të ekzistojë në botën reale.

Askush nuk ka gjetur ende një mënyrë për të krijuar një vakum ideal të këtij lloji në kushte tokësore, dhe për këtë arsye termi përdoret gjithashtu për të përshkruar rajone boshe të hapësirës. Por ka ende një vakum në fushat që janë pak më afër përditshmërisë sonë. Ne do t'ju tregojmë se çfarë është me fjalë të thjeshta.

Në shumicën e rasteve, një vakum është një enë nga e cila të gjitha gazrat, përfshirë ajrin, hiqen sa më shumë që të jetë e mundur. Hapësira e jashtme është me të vërtetë më afër një vakumi ideal: astronomët besojnë se hapësira midis yjeve në disa raste përbëhet nga jo më shumë se një atom ose molekulë për kilometër kub.

Asnjë vakum i prodhuar në Tokë nuk i afrohet kësaj gjendjeje.

Për të folur për "vakumin e tokës", duhet të mbani mend për presionin. Presioni lind nga efekti i molekulave në një gaz ose lëng në mjedisin e tyre, zakonisht në muret e enës që përmban, qoftë një shishe gazi apo kafkë. Madhësia e presionit varet nga forca e goditjeve që molekulat "shkaktojnë" në një territor të caktuar, dhe matet në "njuton për metër katror" - kjo njësi matëse ka një emër të veçantë "paskal".

Marrëdhënia midis presionit (p), forcës (F) dhe zonës (A) përcaktohet nga ekuacioni i mëposhtëm: p = F / A - zbatohet pavarësisht nëse presioni është i ulët, si, për shembull, në hapësirë, ose shumë lartë, si në sistemet hidraulike.

Në përgjithësi, megjithëse përkufizimi i vakumit është i pasaktë, ai zakonisht i referohet presionit nën presionin atmosferik dhe shpesh shumë nën presionin atmosferik. Një vakum krijohet kur ajri largohet nga një hapësirë e mbyllur, duke rezultuar në një rënie të presionit midis asaj hapësire dhe atmosferës përreth.

Nëse hapësira është e kufizuar nga një sipërfaqe lëvizëse, presioni atmosferik do të ngjesh muret e saj së bashku - sasia e forcës mbajtëse varet nga sipërfaqja dhe niveli i vakumit. Ndërsa largohet më shumë ajër, rënia e presionit rritet dhe forca potenciale e vakumit gjithashtu rritet.

Meqenëse është pothuajse e pamundur të hiqen të gjitha molekulat e ajrit nga ena, është e pamundur të arrihet një vakum perfekt.

Në shkallë industriale dhe shtëpiake (për shembull, nëse vendosni të vendosni një xhaketë dimërore në thasë me vakum), efekti arrihet duke përdorur pompa vakum ose gjeneratorë të madhësive të ndryshme, të cilat largojnë ajrin. Një pompë pistoni në cilindër është ngjitur në një enë të mbyllur dhe me çdo goditje të pompës, një pjesë e gazit hiqet nga cilindri. Sa më gjatë të funksionojë pompa, aq më mirë krijohet vakum në rezervuar.

Kushdo që ka evakuuar ndonjëherë ajrin nga një qese për ruajtjen e rrobave, ka shtrydhur kapakun e një ene plastike për të lëshuar ajrin nga një enë, ose ka vendosur kanaçe (dhe ka shkuar edhe për një masazh me vakum), ka hasur në një vakum në jetën e tij. Por, sigurisht, shembulli më i zakonshëm i përdorimit të tij është një fshesë me korrent të rregullt shtëpiake. Ventilatori i fshesës me korrent largon vazhdimisht ajrin nga bombola, duke krijuar një vakum të pjesshëm dhe presioni atmosferik jashtë fshesës me korrent e shtyn ajrin në bombol, duke marrë me vete pluhurin dhe papastërtitë që trazohen nga furça në pjesën e përparme të fshesë me korrent. pastrues.

Një shembull tjetër është një termos. Një termos përbëhet nga dy shishe të vendosura brenda njëra-tjetrës dhe hapësira ndërmjet tyre është një vakum. Në mungesë të ajrit, nxehtësia nuk kalon midis dy shisheve aq lehtë sa zakonisht. Si rezultat, lëngjet e nxehta brenda enës ruajnë nxehtësinë, ndërsa lëngjet e ftohta mbeten të ftohtë sepse nxehtësia nuk mund të depërtojë në to.

Pra, niveli i vakumit përcaktohet nga diferenca e presionit midis brendësisë dhe atmosferës përreth. Dy pikat kryesore në të gjitha këto matje janë presioni standard atmosferik dhe vakuumi ideal. Mund të përdoren disa njësi për të matur vakumin, por njësia e zakonshme metrike është milibar, ose mbar. Nga ana tjetër, presioni atmosferik matet me një barometër, i cili në formën e tij më të thjeshtë përbëhet nga një tub vertikal i evakuuar me një fund të sipërm të mbyllur dhe një fund të poshtëm, i vendosur në një enë me merkur të hapur ndaj atmosferës.

Presioni atmosferik vepron në sipërfaqen e ekspozuar të lëngut, duke bërë që merkuri të rritet në tub. Presioni "normal" atmosferik është presioni i barabartë me peshën e një kolone merkuri 760 mm të lartë në një temperaturë prej 0,0 ° C, gjerësi gjeografike 45 ° dhe nivelin e detit.

Niveli i vakumit mund të matet me disa lloje matës presioni:

• Matës presioni i tubit Bourdon është pajisja më kompakte dhe më e përdorur - matja bazohet në deformimin e një tubi elastik të përkulur kur aplikohet një vakum në portën e matësit të presionit.
• Analogu elektronik është matës vakum … Vakuumi ose presioni devijon një diafragmë metalike elastike në sensor, dhe ky devijim ndryshon karakteristikat elektrike të qarkut të ndërlidhur - rezultati është një sinjal elektronik që përfaqëson nivelin e vakumit.
• Matës presioni në tub U tregon ndryshimin midis dy presioneve. Në formën e tij më të thjeshtë, ky matës është një tub transparent në gjysmë i mbushur me merkur. Kur të dy skajet e tubit janë në presion atmosferik, niveli i merkurit në çdo bërryl është i njëjtë. Aplikimi i një vakumi në njërën anë bën që merkuri në të të rritet dhe të bjerë në anën tjetër - ndryshimi në lartësi midis dy niveleve tregon nivelin e vakumit.

Në shkallët e shumicës së matësve të presionit, presionit atmosferik i caktohet një vlerë zero, prandaj, matjet e vakumit duhet të jenë gjithmonë më pak se zero.