Ano ang alam natin tungkol sa vacuum?

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2024-01-07 16:29

Sa pinakamahigpit na kahulugan, ang vacuum ay isang rehiyon ng espasyo kung saan ang bagay ay ganap na wala. Ang terminong ito ay kumakatawan sa ganap na kawalan, at ang pangunahing problema nito ay ang paglalarawan ng perpektong estado na hindi maaaring umiral sa totoong mundo.

Wala pang nakakahanap ng paraan upang lumikha ng perpektong vacuum ng ganitong uri sa mga kondisyong pang-terrestrial, at sa kadahilanang ito ang termino ay ginagamit din upang ilarawan ang mga walang laman na rehiyon ng espasyo. Ngunit may vacuum pa rin sa mga lugar na medyo malapit sa ating pang-araw-araw na buhay. Sasabihin namin sa iyo kung ano ito sa mga simpleng salita.

Sa karamihan ng mga kaso, ang vacuum ay isang lalagyan kung saan ang lahat ng mga gas, kabilang ang hangin, ay tinanggal hangga't maaari. Ang kalawakan ay talagang pinakamalapit sa isang perpektong vacuum: naniniwala ang mga astronomo na ang espasyo sa pagitan ng mga bituin sa ilang mga kaso ay binubuo ng hindi hihigit sa isang atom o molekula kada kilometro kubiko.

Walang vacuum na ginawa sa Earth kahit na malapit sa kundisyong ito.

Upang pag-usapan ang tungkol sa "vacuum ng lupa", kailangan mong tandaan ang tungkol sa presyon. Ang presyur ay nagmumula sa epekto ng mga molekula sa isang gas o likido sa kanilang kapaligiran, kadalasan ang mga dingding ng naglalaman ng sisidlan, maging isang bote ng soda o iyong bungo. Ang magnitude ng presyon ay nakasalalay sa lakas ng mga suntok na "naidulot" ng mga molekula sa isang tiyak na teritoryo, at sinusukat sa "newtons per square meter" - ang yunit ng pagsukat na ito ay may espesyal na pangalan na "pascal".

Ang ugnayan sa pagitan ng presyon (p), puwersa (F) at lugar (A) ay tinutukoy ng sumusunod na equation: p = F / A - nalalapat ito kahit na mababa ang presyon, tulad ng, halimbawa, sa espasyo, o napaka mataas, tulad ng sa mga hydraulic system.

Sa pangkalahatan, bagama't hindi tumpak ang kahulugan ng vacuum, karaniwan itong tumutukoy sa pressure sa ibaba, at kadalasang mas mababa sa atmospheric pressure. Ang isang vacuum ay nalilikha kapag ang hangin ay inalis mula sa isang nakapaloob na espasyo, na nagreresulta sa pagbaba ng presyon sa pagitan ng espasyong iyon at ng nakapalibot na kapaligiran.

Kung ang espasyo ay limitado sa pamamagitan ng isang gumagalaw na ibabaw, ang presyon ng atmospera ay pipigain ang mga dingding nito nang magkakasama - ang dami ng puwersa ng paghawak ay depende sa lugar sa ibabaw at sa antas ng vacuum. Habang mas maraming hangin ang naalis, tumataas ang pressure drop at tumataas din ang potensyal na puwersa ng vacuum.

Dahil halos imposibleng alisin ang lahat ng mga molekula ng hangin mula sa lalagyan, imposibleng makamit ang perpektong vacuum.

Sa pang-industriya at pantahanang sukat (halimbawa, kung magpasya kang maglagay ng winter down jacket sa mga vacuum bag), ang epekto ay makakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga vacuum pump o generator na may iba't ibang laki, na nag-aalis ng hangin. Ang isang piston-in-cylinder pump ay nakakabit sa isang saradong lalagyan, at sa bawat pump stroke, isang bahagi ng gas ang inaalis mula sa silindro. Kung mas mahaba ang pagtakbo ng bomba, mas mahusay ang vacuum na nilikha sa tangke.

Ang sinumang nag-alis ng hangin mula sa isang bag para sa pag-iimbak ng mga damit, pinipiga ang takip ng isang plastic na lalagyan upang maglabas ng hangin mula sa isang lalagyan, o naglagay ng mga lata (at nagpunta rin para sa vacuum massage), ay nakatagpo ng vacuum sa kanyang buhay. Ngunit, siyempre, ang pinakakaraniwang halimbawa ng paggamit nito ay isang regular na vacuum cleaner ng sambahayan. Ang fan ng vacuum cleaner ay patuloy na nag-aalis ng hangin mula sa canister, na lumilikha ng isang bahagyang vacuum, at ang presyon ng atmospera sa labas ng vacuum cleaner ay nagtutulak ng hangin papunta sa canister, na dinadala nito ang alikabok at dumi na nabalisa ng brush sa harap ng vacuum mas malinis.

Ang isa pang halimbawa ay isang termos. Ang isang thermos ay binubuo ng dalawang bote na nakapugad sa loob ng bawat isa, at ang espasyo sa pagitan ng mga ito ay isang vacuum. Sa kawalan ng hangin, ang init ay hindi pumasa sa pagitan ng dalawang bote nang kasingdali ng karaniwan. Bilang resulta, ang mga mainit na likido sa loob ng lalagyan ay nagpapanatili ng init, habang ang mga malamig na likido ay nananatiling malamig dahil ang init ay hindi maaaring tumagos sa kanila.

Kaya, ang antas ng vacuum ay tinutukoy ng pagkakaiba ng presyon sa pagitan ng interior at ng nakapalibot na kapaligiran. Ang dalawang pangunahing palatandaan sa lahat ng mga sukat na ito ay karaniwang atmospheric pressure at perpektong vacuum. Maraming unit ang maaaring gamitin upang sukatin ang vacuum, ngunit ang karaniwang metric unit ay millibar, o mbar. Sa turn, ang presyon ng atmospera ay sinusukat ng isang barometer, na sa pinakasimpleng anyo nito ay binubuo ng isang evacuated vertical tube na may saradong itaas na dulo at isang mas mababang dulo, na matatagpuan sa isang lalagyan na may mercury na bukas sa kapaligiran.

Ang presyon ng atmospera ay kumikilos sa nakalantad na ibabaw ng likido, na nagiging sanhi ng pagtaas ng mercury sa tubo. Ang "Normal" na presyon ng atmospera ay ang presyon na katumbas ng bigat ng isang 760 mm na mataas na haligi ng mercury sa temperatura na 0.0 ° C, latitude 45 ° at antas ng dagat.

Maaaring masukat ang antas ng vacuum gamit ang ilang uri ng pressure gauge:

• gauge ng presyon ng tubo ng Bourdonay ang pinaka-compact at pinaka-malawak na ginagamit na aparato - ang pagsukat ay batay sa pagpapapangit ng isang baluktot na elastic tube kapag ang isang vacuum ay inilapat sa port ng pressure gauge.
• Ang electronic analogue ay vacuum gauge … Ang vacuum o pressure ay nagpapalihis ng isang nababanat na metal na diaphragm sa sensor, at ang pagpapalihis na ito ay nagbabago sa mga katangian ng elektrikal ng interconnected circuit - ang resulta ay isang electronic signal na kumakatawan sa antas ng vacuum.
• U-tube pressure gauge nagpapakita ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawang presyon. Sa pinakasimpleng anyo nito, ang gauge na ito ay isang transparent na U-tube na kalahating puno ng mercury. Kapag ang magkabilang dulo ng tubo ay nasa atmospheric pressure, ang antas ng mercury sa bawat siko ay pareho. Ang paglalagay ng vacuum sa isang gilid ay nagiging sanhi ng pagtaas at pagbaba ng mercury dito sa kabilang panig - ang pagkakaiba sa taas sa pagitan ng dalawang antas ay nagpapahiwatig ng antas ng vacuum.

Sa mga kaliskis ng karamihan sa mga panukat ng presyon, ang presyon ng atmospera ay itinalaga ng isang halaga ng zero, samakatuwid, ang mga sukat ng vacuum ay dapat palaging mas mababa sa zero.