Ի՞նչ գիտենք վակուումի մասին:

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-07 16:26

Խիստ իմաստով վակուումը տարածության մի շրջան է, որտեղ նյութը իսպառ բացակայում է: Այս տերմինը ներկայացնում է բացարձակ դատարկություն, և դրա հիմնական խնդիրն այն է, որ նկարագրում է իդեալական վիճակ, որը չի կարող գոյություն ունենալ իրական աշխարհում:

Դեռևս ոչ ոք չի գտել երկրային պայմաններում այս տեսակի իդեալական վակուում ստեղծելու միջոց, և այդ պատճառով տերմինը օգտագործվում է նաև տիեզերքի դատարկ շրջանները նկարագրելու համար: Բայց դեռ վակուում կա այն ոլորտներում, որոնք մի փոքր ավելի մոտ են մեր առօրյային: Մենք ձեզ կասենք, թե ինչ է դա պարզ բառերով։

Շատ դեպքերում վակուումը կոնտեյներ է, որտեղից հնարավորինս հեռացվում են բոլոր գազերը, ներառյալ օդը: Արտաքին տարածությունն իսկապես ամենամոտն է իդեալական վակուումին. աստղագետները կարծում են, որ աստղերի միջև տարածությունը որոշ դեպքերում բաղկացած է ոչ ավելի, քան մեկ ատոմից կամ մոլեկուլից մեկ խորանարդ կիլոմետրում:

Երկրի վրա արտադրված ոչ մի վակուում նույնիսկ չի մոտենում այս վիճակին:

«Երկրի վակուումի» մասին խոսելու համար հարկավոր է հիշել ճնշման մասին։ Ճնշումն առաջանում է գազի կամ հեղուկի մոլեկուլների ազդեցությունից նրանց շրջակա միջավայրի վրա, սովորաբար պարունակող անոթի պատերին, լինի դա սոդայի շիշ, թե ձեր գանգը: Ճնշման մեծությունը կախված է հարվածների ուժգնությունից, որոնք մոլեկուլները «հասցնում են» որոշակի տարածքի վրա և չափվում է «նյուտոններով մեկ քառակուսի մետրի վրա». չափման այս միավորը հատուկ անվանում է «պասկալ»։

Ճնշման (p), ուժի (F) և տարածքի (A) միջև կապը որոշվում է հետևյալ հավասարմամբ. բարձր, ինչպես հիդրավլիկ համակարգերում:

Ընդհանուր առմամբ, թեև վակուումի սահմանումը ճշգրիտ չէ, այն սովորաբար վերաբերում է ցածր ճնշմանը և հաճախ շատ ցածր մթնոլորտային ճնշումից: Վակուում է առաջանում, երբ օդը հեռացվում է փակ տարածությունից, ինչի արդյունքում ճնշումը նվազում է այդ տարածության և շրջակա մթնոլորտի միջև:

Եթե տարածությունը սահմանափակվում է շարժվող մակերևույթով, մթնոլորտային ճնշումը կսեղմի դրա պատերը միասին. պահող ուժի չափը կախված է մակերեսի մակերեսից և վակուումի մակարդակից: Քանի որ ավելի շատ օդ է հեռացվում, ճնշման անկումը մեծանում է, և վակուումի պոտենցիալ ուժը նույնպես մեծանում է:

Քանի որ կոնտեյներից գրեթե անհնար է հեռացնել օդի բոլոր մոլեկուլները, անհնար է հասնել կատարյալ վակուումի:

Արդյունաբերական և տնային մասշտաբով (օրինակ, եթե որոշել եք ձմեռային բաճկոն դնել վակուումային տոպրակների մեջ), ապա էֆեկտը ձեռք է բերվում վակուումային պոմպերի կամ տարբեր չափերի գեներատորների միջոցով, որոնք հեռացնում են օդը: Մխոց-մխոցային պոմպը կցվում է փակ կոնտեյների վրա, և յուրաքանչյուր պոմպի հարվածով գազի մի մասը հանվում է բալոնից: Որքան երկար է աշխատում պոմպը, այնքան ավելի լավ է վակուումը ստեղծվում տանկի մեջ:

Ամեն ոք, ով երբևէ տարհանել է օդը հագուստ պահելու համար նախատեսված տոպրակից, սեղմել է պլաստիկ տարայի կափարիչը՝ կոնտեյներից օդ ազատելու համար, կամ դրել է բանկա (և գնացել է նաև վակուումային մերսման), իր կյանքում հանդիպել է վակուումի: Բայց, իհարկե, դրա օգտագործման ամենատարածված օրինակը սովորական կենցաղային փոշեկուլն է: Փոշեկուլի օդափոխիչը անընդհատ հեռացնում է օդը տարայից՝ ստեղծելով մասնակի վակուում, իսկ փոշեկուլից դուրս մթնոլորտային ճնշումը օդը մղում է տարայի մեջ՝ իր հետ վերցնելով փոշին և կեղտը, որոնք խառնվում են վակուումի առջևի խոզանակով։ հավաքարար.

Մեկ այլ օրինակ է թերմոսը:Թերմոսը բաղկացած է երկու շշերից, որոնք բույն դրված են միմյանց մեջ, և նրանց միջև տարածությունը վակուում է։ Օդի բացակայության դեպքում ջերմությունը չի անցնում երկու շշերի միջև այնքան հեշտությամբ, որքան սովորաբար: Արդյունքում, տարայի ներսում տաք հեղուկները պահպանում են ջերմությունը, իսկ սառը հեղուկները մնում են սառը, քանի որ ջերմությունը չի կարող ներթափանցել դրանց մեջ:

Այսպիսով, վակուումի մակարդակը որոշվում է ինտերիերի և շրջակա մթնոլորտի ճնշման տարբերությամբ: Այս բոլոր չափումների երկու հիմնական ուղենիշներն են ստանդարտ մթնոլորտային ճնշումը և իդեալական վակուումը: Վակուումը չափելու համար կարող են օգտագործվել մի քանի միավոր, սակայն ընդհանուր մետրային միավորը միլիբարն է կամ մբարը: Իր հերթին, մթնոլորտային ճնշումը չափվում է բարոմետրով, որն իր ամենապարզ ձևով բաղկացած է էվակուացված ուղղահայաց խողովակից՝ փակ վերին ծայրով և ստորին ծայրով, որը գտնվում է մթնոլորտի համար բաց սնդիկով տարայի մեջ:

Մթնոլորտային ճնշումը գործում է հեղուկի բաց մակերեսի վրա, որի արդյունքում սնդիկը բարձրանում է խողովակի մեջ: «Նորմալ» մթնոլորտային ճնշումը ճնշումն է, որը հավասար է 760 մմ բարձրությամբ սնդիկի սյունակի քաշին 0,0 ° C ջերմաստիճանում, լայնության 45 ° և ծովի մակարդակում:

Վակուումի մակարդակը կարելի է չափել մի քանի տեսակի ճնշման չափիչներով

• Bourdon խողովակի ճնշման չափիչ Սա ամենակոմպակտ և ամենատարածված սարքն է. չափումը հիմնված է ճկված առաձգական խողովակի դեֆորմացիայի վրա, երբ վակուում է կիրառվում ճնշման չափիչի պորտի վրա:
• Էլեկտրոնային անալոգն է վակուումաչափ … Վակուումը կամ ճնշումը շեղում է առաձգական մետաղական դիֆրագմը սենսորում, և այս շեղումը փոխում է փոխկապակցված շղթայի էլեկտրական բնութագրերը. արդյունքը էլեկտրոնային ազդանշան է, որը ներկայացնում է վակուումի մակարդակը:
• U-խողովակի ճնշման չափիչ ցույց է տալիս երկու ճնշման տարբերությունը: Իր ամենապարզ ձևով այս չափիչը թափանցիկ U-խողովակ է՝ կիսով չափ լցված սնդիկով: Երբ խողովակի երկու ծայրերը գտնվում են մթնոլորտային ճնշման տակ, յուրաքանչյուր արմունկում սնդիկի մակարդակը նույնն է: Վակուումի մի կողմի վրա կիրառումը հանգեցնում է նրան, որ սնդիկը բարձրանում և ընկնում է մյուս կողմից. երկու մակարդակների միջև բարձրության տարբերությունը ցույց է տալիս վակուումի մակարդակը:

Ճնշման չափիչների մեծ մասի սանդղակների վրա մթնոլորտային ճնշմանը տրվում է զրոյական արժեք, հետևաբար վակուումային չափումները միշտ պետք է լինեն զրոյից պակաս: