Вакуумын талаар бид юу мэддэг вэ?

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Хамгийн хатуу утгаараа вакуум нь бодис огт байхгүй орон зайн бүс нутаг юм. Энэ нэр томъёо нь туйлын хоосон чанарыг илэрхийлдэг бөгөөд түүний гол асуудал нь бодит ертөнцөд оршин тогтнох боломжгүй идеал төлөвийг дүрсэлсэн явдал юм.

Газрын нөхцөлд ийм төрлийн хамгийн тохиромжтой вакуум бий болгох аргыг хэн ч хараахан олоогүй байгаа тул энэ нэр томъёог сансар огторгуйн хоосон бүс нутгийг тодорхойлоход ашигладаг. Гэвч бидний өдөр тутмын амьдралд бага зэрэг ойр байдаг газруудад вакуум байсаар байна. Энэ нь юу болохыг бид энгийн үгээр хэлэх болно.

Ихэнх тохиолдолд вакуум нь бүх хий, түүний дотор агаарыг аль болох зайлуулдаг сав юм. Сансар огторгуй нь хамгийн тохиромжтой вакуумтай хамгийн ойр байдаг: одон орон судлаачид зарим тохиолдолд оддын хоорондох зай нь нэг шоо километр тутамд нэг атом эсвэл молекулаас илүүгүй байдаг гэж одон орон судлаачид үздэг.

Дэлхий дээр үүссэн ямар ч вакуум ийм байдалд ойртдоггүй.

"Дэлхийн вакуум" -ын тухай ярихын тулд даралтын талаар санах хэрэгтэй. Даралт нь хий эсвэл шингэний молекулуудын хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөлөл, ихэвчлэн савны хананд, энэ нь содын сав эсвэл таны гавлын яс зэрэгт үүсдэг. Даралтын хэмжээ нь молекулуудын тодорхой нутаг дэвсгэрт "ногдох" цохилтын хүчнээс хамаардаг бөгөөд "нэг квадрат метр тутамд Ньютон" хэмжигддэг - энэ хэмжүүр нь "паскал" гэсэн тусгай нэртэй байдаг.

Даралт (p), хүч (F) ба талбай (A) хоорондын хамаарлыг дараах тэгшитгэлээр тодорхойлно: p = F / A - энэ нь даралт бага, жишээлбэл, орон зайд эсвэл маш их байхаас үл хамааран хамаарна. гидравлик системтэй адил өндөр.

Ерөнхийдөө вакуум гэсэн тодорхойлолт нь буруу боловч энэ нь ихэвчлэн атмосферийн даралтаас доогуур, ихэвчлэн доогуур даралтыг хэлдэг. Хаалттай орон зайгаас агаарыг зайлуулах үед вакуум үүсдэг бөгөөд энэ нь орон зай болон хүрээлэн буй агаар мандлын хооронд даралт буурахад хүргэдэг.

Хэрэв орон зай нь хөдөлгөөнт гадаргуугаар хязгаарлагддаг бол атмосферийн даралт нь түүний ханыг хооронд нь шахах болно - барих хүчний хэмжээ нь гадаргуугийн талбай болон вакуум түвшингээс хамаарна. Илүү их агаарыг зайлуулах тусам даралтын уналт нэмэгдэж, вакуумын боломжит хүч нэмэгддэг.

Бүх агаарын молекулуудыг савнаас зайлуулах нь бараг боломжгүй тул төгс вакуумд хүрэх боломжгүй юм.

Үйлдвэрийн болон гэрийн хэмжээнд (жишээлбэл, хэрэв та өвлийн хүрэмийг вакуум уутанд хийхээр шийдсэн бол) агаарыг зайлуулдаг янз бүрийн хэмжээтэй вакуум насос эсвэл генератор ашиглан үр дүнд хүрдэг. Цилиндр доторх поршений шахуургыг хаалттай саванд холбож, шахуургын цохилт бүрт хийн нэг хэсгийг цилиндрээс гаргаж авдаг. Шахуурга удаан ажиллах тусам саванд вакуум илүү сайн үүсдэг.

Хувцас хадгалах уутнаас агаар гаргаж, савнаас агаар гаргахын тулд хуванцар савны тагийг шахаж, лааз тавьж үзсэн (мөн вакуум массаж хийлгэхээр явсан) хэн ч амьдралдаа вакуумтай тулгардаг. Гэхдээ мэдээжийн хэрэг, түүний хэрэглээний хамгийн түгээмэл жишээ бол ердийн ахуйн тоос сорогч юм. Тоос сорогчийн сэнс нь савнаас агаарыг байнга зайлуулж, хэсэгчилсэн вакуум үүсгэдэг бөгөөд тоос сорогчийн гаднах атмосферийн даралт нь вакуум доторх агаарыг шахаж, тоос сорогчийн урд талд байгаа сойзоор өдөөгдөж буй тоос, шороог өөртөө авч явдаг. цэвэрлэгч.

Өөр нэг жишээ бол термос юм. Термос нь бие биендээ үүрлэсэн хоёр шилнээс бүрдэх ба тэдгээрийн хоорондох зай нь вакуум юм. Агааргүй үед дулаан нь ердийнх шигээ хоёр шилний хооронд амархан дамждаггүй. Үүний үр дүнд савны доторх халуун шингэн нь дулаанаа хадгалж байдаг бол хүйтэн шингэн нь дулааныг нэвтэлж чадахгүй тул хүйтэн хэвээр байна.

Тиймээс вакуум түвшинг дотоод болон хүрээлэн буй орчны даралтын зөрүүгээр тодорхойлно. Эдгээр бүх хэмжилтийн хоёр гол тэмдэглэгээ нь стандарт атмосферийн даралт ба хамгийн тохиромжтой вакуум юм. Вакуумыг хэмжихийн тулд хэд хэдэн нэгжийг ашиглаж болох боловч нийтлэг хэмжигдэхүүн нь миллибар буюу мбар юм. Хариуд нь атмосферийн даралтыг барометрээр хэмждэг бөгөөд энэ нь хамгийн энгийн хэлбэрээр агаар мандалд нээлттэй мөнгөн устай саванд байрладаг, хаалттай дээд ба доод төгсгөлтэй нүүлгэн шилжүүлсэн босоо хоолойноос бүрддэг.

Агаар мандлын даралт нь шингэний ил гадаргуу дээр үйлчилж, мөнгөн ус хоолой руу өсөхөд хүргэдэг. "Хэвийн" атмосферийн даралт нь 0.0 ° C, өргөргийн 45 ° ба далайн түвшний температурт 760 мм өндөр мөнгөн усны баганын жинтэй тэнцүү даралт юм.

Вакуум түвшинг хэд хэдэн төрлийн даралт хэмжигчээр хэмжиж болно

• Бурдон хоолойн даралт хэмжигч нь хамгийн авсаархан бөгөөд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмж юм - хэмжилтийг даралт хэмжигчний порт руу вакуум оруулах үед нугалсан уян хоолойн хэв гажилт дээр суурилдаг.
• Цахим аналог нь вакуум хэмжигч … Вакуум буюу даралт мэдрэгч дэх уян металл диафрагмыг хазайлгадаг бөгөөд энэ хазайлт нь хоорондоо холбогдсон хэлхээний цахилгаан шинж чанарыг өөрчилдөг - үр дүн нь вакуум түвшинг илэрхийлэх цахим дохио юм.

• U-хоолойн даралт хэмжигч хоёр даралтын зөрүүг харуулж байна. Энгийн хэлбэрээр энэ хэмжигч нь хагас мөнгөн усаар дүүргэсэн тунгалаг U-хоолой юм. Хоолойн хоёр үзүүр нь атмосферийн даралттай байх үед тохой тус бүрийн мөнгөн усны түвшин ижил байна. Нэг талдаа вакуум хийснээр түүний доторх мөнгөн ус нөгөө талдаа дээшилж, доошилдог - хоёр түвшний өндрийн зөрүү нь вакуум түвшинг илтгэнэ.

Ихэнх даралт хэмжигчүүдийн масштаб дээр атмосферийн даралтыг тэг утгыг өгдөг тул вакуум хэмжилт нь үргэлж тэгээс бага байх ёстой.