Ce știm despre vid?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

În sensul cel mai strict, vidul este o regiune a spațiului în care materia este complet absentă. Acest termen reprezintă vidul absolut, iar principala lui problemă este că descrie o stare ideală care nu poate exista în lumea reală.

Nimeni nu a găsit încă o modalitate de a crea un vid ideal de acest tip în condiții terestre și, din acest motiv, termenul este folosit și pentru a descrie regiunile goale ale spațiului. Dar există încă un vid în zonele care sunt puțin mai aproape de viața noastră de zi cu zi. Vă vom spune despre ce este vorba în cuvinte simple.

În cele mai multe cazuri, un vid este un recipient din care toate gazele, inclusiv aerul, sunt îndepărtate cât mai mult posibil. Spațiul cosmic este într-adevăr cel mai aproape de un vid ideal: astronomii cred că spațiul dintre stele, în unele cazuri, constă din cel mult un atom sau moleculă pe kilometru cub.

Niciun vid produs pe Pământ nu se apropie nici măcar de această condiție.

Pentru a vorbi despre „vidul de pământ”, trebuie să vă amintiți despre presiune. Presiunea apare din efectul moleculelor dintr-un gaz sau lichid asupra mediului lor, de obicei pe pereții vasului care le conține, fie că este vorba de o sticlă de sifon sau de craniul tău. Mărimea presiunii depinde de puterea loviturilor pe care moleculele le „produc” pe un anumit teritoriu și se măsoară în „newtoni pe metru pătrat” - această unitate de măsură are o denumire specială „pascal”.

Relația dintre presiune (p), forță (F) și aria (A) este determinată de următoarea ecuație: p = F / A - se aplică indiferent dacă presiunea este scăzută, ca, de exemplu, în spațiu, sau foarte ridicat, ca în sistemele hidraulice.

În general, deși definiția vidului este inexactă, de obicei se referă la presiunea sub presiunea, și adesea cu mult sub presiunea atmosferică. Un vid este creat atunci când aerul este îndepărtat dintr-un spațiu închis, rezultând o cădere de presiune între acel spațiu și atmosfera înconjurătoare.

Dacă spațiul este limitat de o suprafață în mișcare, presiunea atmosferică își va comprima pereții împreună - cantitatea de forță de reținere depinde de suprafața și nivelul de vid. Pe măsură ce este îndepărtat mai mult aer, scăderea de presiune crește și crește și forța potențială a vidului.

Deoarece este aproape imposibil să îndepărtați toate moleculele de aer din recipient, este imposibil să obțineți un vid perfect.

La scară industrială și casnică (de exemplu, dacă decideți să puneți o jachetă de puf de iarnă în saci de vid), efectul se obține prin utilizarea pompelor de vid sau a generatoarelor de diferite dimensiuni, care elimină aerul. O pompă cu piston în cilindru este atașată la un recipient închis și, cu fiecare cursă a pompei, o parte din gaz este îndepărtată din cilindru. Cu cât pompa funcționează mai mult, cu atât mai bine este creat vidul în rezervor.

Oricine a evacuat vreodată aer dintr-o pungă pentru depozitarea hainelor, a strâns capacul unui recipient de plastic pentru a elibera aerul dintr-un recipient sau a pus conserve (și a mers și la un masaj cu vid), a întâlnit un vid în viața lui. Dar, desigur, cel mai comun exemplu de utilizare a acestuia este un aspirator de uz casnic obișnuit. Ventilatorul aspiratorului elimină în mod constant aerul din recipient, creând un vid parțial, iar presiunea atmosferică din exteriorul aspiratorului împinge aerul în recipient, luând cu el praful și murdăria care este agitată de peria din partea din față a aspiratorului. curățător.

Un alt exemplu este un termos. Un termos este format din două sticle imbricate una în cealaltă, iar spațiul dintre ele este un vid. În absența aerului, căldura nu trece între cele două sticle atât de ușor cum ar fi în mod normal. Ca urmare, lichidele fierbinți din interiorul recipientului rețin căldura, în timp ce lichidele reci rămân reci, deoarece căldura nu poate pătrunde în ele.

Deci, nivelul de vid este determinat de diferența de presiune dintre interior și atmosfera înconjurătoare. Cele două repere principale în toate aceste măsurători sunt presiunea atmosferică standard și vidul ideal. Mai multe unități pot fi folosite pentru a măsura vidul, dar unitatea metrică comună este milibari sau mbar. La rândul său, presiunea atmosferică este măsurată de un barometru, care în forma sa cea mai simplă constă dintr-un tub vertical evacuat cu capătul superior închis și un capăt inferior, situat într-un recipient cu mercur deschis către atmosferă.

Presiunea atmosferică acționează pe suprafața expusă a lichidului, determinând urcarea mercurului în tub. Presiunea atmosferică „normală” este presiunea egală cu greutatea unei coloane de mercur de 760 mm înălțime la o temperatură de 0,0 ° C, latitudine 45 ° și nivelul mării.

Nivelul de vid poate fi măsurat cu mai multe tipuri de manometre:

• Manometru cu tub Bourdoneste cel mai compact și cel mai utilizat dispozitiv - măsurarea se bazează pe deformarea unui tub elastic îndoit atunci când se aplică un vid pe portul manometrului.
• Analogul electronic este vacuometru … Vidul sau presiunea deviază o diafragmă metalică elastică în senzor, iar această deviație modifică caracteristicile electrice ale circuitului interconectat - rezultatul este un semnal electronic care reprezintă nivelul de vid.

• Manometru cu tub în U arată diferența dintre două presiuni. În forma sa cea mai simplă, acest indicator este un tub în U transparent umplut pe jumătate cu mercur. Când ambele capete ale tubului sunt la presiunea atmosferică, nivelul de mercur din fiecare cot este același. Aplicarea unui vid pe o parte face ca mercurul din acesta să se ridice și să scadă pe cealaltă parte - diferența de înălțime dintre cele două niveluri indică nivelul de vid.

Pe scara majorității manometrelor, presiunii atmosferice i se atribuie o valoare zero, prin urmare, măsurătorile de vid ar trebui să fie întotdeauna mai mici decât zero.