Вакуум жөнүндө эмне билебиз?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Эң катуу мааниде, вакуум - бул зат толугу менен жок болгон мейкиндик аймагы. Бул термин абсолюттук боштукту билдирет жана анын негизги көйгөйү, ал реалдуу дүйнөдө болушу мүмкүн эмес идеалдуу абалды сүрөттөйт.

Жер шартында мындай типтеги идеалдуу вакуумду түзүүнүн жолун эч ким таба элек жана ушул себептен бул термин космостун бош аймактарын сүрөттөө үчүн да колдонулат. Бирок биздин күнүмдүк жашообузга бир аз жакыныраак аймактарда дагы эле боштук бар. Бул эмне экенин жөнөкөй сөздөр менен айтып беребиз.

Көпчүлүк учурларда, вакуум - бул бардык газдар, анын ичинде аба мүмкүн болушунча алынып салынган контейнер. Космос мейкиндиги чындап эле идеалдуу вакуумга эң жакын: астрономдор жылдыздардын ортосундагы мейкиндик кээ бир учурларда бир куб километрге бир атомдон же молекуладан ашпайт деп эсептешет.

Жер бетинде өндүрүлгөн эч бир вакуум бул абалга жакындабайт.

"Жер вакууму" жөнүндө сөз кылуу үчүн, басым жөнүндө унутпашыбыз керек. Басым газдын же суюктуктун молекулаларынын айлана-чөйрөгө, адатта, газдалган суу бөтөлкөсүнө же баш сөөгүңүзгө болобу, камтыган идиштин дубалдарына тийгизген таасиринен келип чыгат. Басымдын чоңдугу молекулалар белгилүү бир аймакка «салган» соккулардын күчүнө жараша болот жана «квадрат метрге Ньютон» менен өлчөнөт - бул өлчөө бирдигинин «паскаль» өзгөчө аталышы бар.

Басым (р), күч (F) жана аймактын (А) ортосундагы байланыш төмөнкү теңдеме менен аныкталат: p = F / A - ал басымдын, мисалы, мейкиндикте же өтө төмөн болгонуна карабастан колдонулат. гидротехникалык системалардагыдай эле жогору.

Жалпысынан алганда, вакуумдун аныктамасы туура эмес болсо да, ал, адатта, төмөндөгү басымды билдирет, ал эми көбүнчө атмосфералык басымдан бир топ төмөн. Жабык мейкиндиктен аба чыгарылганда вакуум пайда болуп, ал мейкиндик менен курчап турган атмосферанын ортосундагы басымдын төмөндөшүнө алып келет.

Эгерде мейкиндик кыймылдуу бет менен чектелсе, атмосфералык басым анын дубалдарын кысып калат - кармап турган күчтүн көлөмү беттин аянтына жана вакуум деңгээлине жараша болот. Көбүрөөк аба чыгарылган сайын басымдын төмөндөшү көбөйөт жана вакуумдун потенциалдуу күчү да көбөйөт.

Идиштен бардык аба молекулаларын алып салуу дээрлик мүмкүн болбогондуктан, кемчиликсиз бир вакуумга жетишүү мүмкүн эмес.

Өнөр жай жана үй масштабында (мисалы, кышкы курткаларды вакуумдук баштыктарга салууну чечсеңиз) эффект вакуумдук насосторду же абаны чыгарып турган ар кандай өлчөмдөгү генераторлорду колдонуу менен ишке ашат. Цилиндрдеги поршендик насос жабык идишке бекитилет жана ар бир насостун соккусу менен цилиндрден газдын бир бөлүгү чыгарылат. Насос канчалык көп иштесе, резервуарда вакуум ошончолук жакшы болот.

Кимде-ким кийим сактоочу баштыктан абаны чыгарып, контейнерден абаны чыгаруу үчүн желим идиштин капкагын кысып же банка салып көргөн (жана вакуумдук массажга да барган) адам жашоосунда вакуумга туш болгон. Бирок, албетте, аны колдонуунун кеңири таралган мисалы - кадимки үй чаң соргуч. Чаң соргучтун желдеткичи дайыма канистрден абаны чыгарып, жарым-жартылай вакуумду жаратат, ал эми чаң соргучтун сыртындагы атмосфералык басым абаны канистрге түртүп, чаң соргучтун алдыңкы жагындагы щетка менен козголгон чаңды жана кирди өзү менен кошо алат. тазалагыч.

Дагы бир мисал - термос. Термос бири-бирине уя салынган эки бөтөлкөдөн турат жана алардын ортосундагы боштук боштук. Аба жок болгон учурда жылуулук эки бөтөлкөнүн ортосунан адаттагыдай оңой өтпөйт. Натыйжада идиштин ичиндеги ысык суюктуктар жылуулукту сактайт, ал эми муздак суюктуктар ичине жылуулук кире албагандыктан муздак бойдон калат.

Ошентип, вакуум деңгээл ички жана курчап турган атмосфера ортосундагы басымдын айырмасы менен аныкталат. Бул өлчөөлөрдүн баарында эки негизги көрсөткүч стандарттык атмосфера басымы жана идеалдуу вакуум болуп саналат. Вакуумду өлчөө үчүн бир нече бирдиктерди колдонсо болот, бирок жалпы метрикалык бирдик миллибар же мбар болуп саналат. Өз кезегинде атмосфера басымы барометрдин жардамы менен өлчөнөт, ал эң жөнөкөй формада атмосферага ачык сымап бар идиште жайгашкан үстү жагы жабык жана төмөнкү учу эвакуацияланган тик түтүктөн турат.

Атмосфералык басым суюктуктун ачык бетине таасир этип, сымаптын түтүккө көтөрүлүшүнө алып келет. "Нормалдуу" атмосфера басымы - 0,0°С, кеңдик 45° жана деңиз деңгээлиндеги бийиктиги 760 мм сымап мамысынын салмагына барабар басым.

Вакуум деңгээлин бир нече типтеги манометрлер менен өлчөөгө болот:

• Бурдон түтүгүнүн басым өлчөгүч эң компакттуу жана эң кеңири колдонулган прибор – өлчөө манометр портуна вакуум киргенде ийилген серпилгич түтүктүн деформациясына негизделген.
• электрондук аналогу болуп саналат вакуум өлчөгүч … Вакуум же басым сенсордогу ийкемдүү металл диафрагманы бурат, жана бул четтөө бири-бири менен байланышкан чынжырдын электрдик мүнөздөмөлөрүн өзгөртөт - натыйжада вакуум деңгээлин билдирген электрондук сигнал пайда болот.

• U-түтүктүү басым өлчөгүч эки басымдын ортосундагы айырманы көрсөтөт. Эң жөнөкөй түрдө бул ченегич жарымы сымап менен толтурулган тунук U-түтүк. Түтүктүн эки учу атмосфералык басымда болгондо, ар бир чыканактагы сымаптын деңгээли бирдей болот. Бир тарапка вакуумду колдонуу андагы сымаптын көтөрүлүп, экинчи жагына түшүп кетишине алып келет - эки деңгээлдин ортосундагы бийиктиктин айырмасы вакуум деңгээлин көрсөтөт.

Көпчүлүк манометрлердин шкаласында атмосфералык басымга нөлдүк маани берилет, ошондуктан вакуумдук өлчөөлөр дайыма нөлдөн төмөн болушу керек.