Ayon sa kahulugan sa pisika, ang konsepto ng "vacuum" ay nagpapahiwatig ng kawalan ng anumang sangkap at elemento ng bagay sa isang tiyak na espasyo, sa kasong ito ang isa ay nagsasalita ng ganap na vacuum. Ang isang bahagyang vacuum ay sinusunod kapag ang density ng sangkap sa isang partikular na lugar sa espasyo ay mababa. Tingnan natin ang isyung ito sa artikulo.
Vacuum at pressure
Sa kahulugan ng konseptong "absolute vacuum" pinag-uusapan natin ang density ng bagay. Mula sa pisika ay kilala na kung ang gas na bagay ay isinasaalang-alang, kung gayon ang density ng sangkap ay direktang proporsyonal sa presyon. Sa turn, kapag ang isa ay nagsasalita ng isang bahagyang vacuum, ang isa ay nagpapahiwatig na ang density ng mga particle ng matter sa isang partikular na espasyo ay mas mababa kaysa sa para sa hangin sa normal na presyon ng atmospera. Kaya naman ang tanong ng vacuum ay isang tanong ng pressure sa system na pinag-uusapan.
Sa physics, ang absolute pressure ay isang dami na katumbas ng ratio ng puwersa(sinusukat sa newtons (N)), na patayo na inilapat sa ilang ibabaw, sa lugar ng ibabaw na ito (sinusukat sa metro kuwadrado), iyon ay, P=F / S, kung saan ang P ay presyon, F ay puwersa, S ay surface area. Ang yunit ng presyon ay pascal (Pa), kaya 1 [Pa]=1 [N]/ 1 [m2].
Partial vacuum
Napag-eksperimentong itinatag na sa temperatura na 20 °C sa ibabaw ng Earth sa antas ng dagat, ang presyon ng atmospera ay 101,325 Pa. Ang presyon na ito ay tinatawag na 1st atmosphere (atm.). Tinatayang, maaari nating sabihin na ang presyon ay 1 atm. katumbas ng 0.1 MPa. Pagsagot sa tanong kung gaano karaming mga atmospheres ang nasa 1 pascal, binubuo namin ang katumbas na proporsyon at nakukuha namin na 1 Pa=10-5 atm. Ang bahagyang vacuum ay tumutugma sa anumang presyon sa espasyong isinasaalang-alang na mas mababa sa 1 atm.
Kung isasalin natin ang ipinahiwatig na mga numero mula sa wika ng presyon sa wika ng bilang ng mga particle, dapat itong sabihin na sa 1 atm. Ang 1 m3 ng hangin ay naglalaman ng humigit-kumulang 1025 molekula. Anumang pagbaba sa pinangalanang konsentrasyon ng mga molekula ay humahantong sa pagbuo ng isang bahagyang vacuum.
Pagsukat ng vacuum
Ang pinakakaraniwang device para sa pagsukat ng maliit na vacuum ay isang conventional barometer, na magagamit lang kapag ang gas pressure ay ilang sampu ng porsyento ng atmospheric.
Upang sukatin ang mas mataas na mga halaga ng vacuum, ginagamit ang isang electrical circuit na may Wheatstone bridge. Ang ideya ng paggamit ay upang sukatinang paglaban ng elemento ng sensing, na nakasalalay sa nakapalibot na konsentrasyon ng mga molekula sa gas. Ang mas mataas na konsentrasyon na ito, mas maraming mga molecule ang tumama sa sensing element, at mas maraming init ang inililipat nito sa kanila, ito ay humahantong sa pagbaba sa temperatura ng elemento, na nakakaapekto sa electrical resistance nito. Masusukat ng device na ito ang vacuum na may mga pressure na 0.001 atm.
Makasaysayang background
Nakakatuwang tandaan na ang konsepto ng "absolute vacuum" ay ganap na tinanggihan ng mga sikat na sinaunang pilosopong Griyego, gaya ni Aristotle. Sa karagdagan, ang pagkakaroon ng atmospheric pressure ay hindi alam hanggang sa simula ng ika-17 siglo. Sa pagdating lamang ng Bagong Panahon, nagsimulang magsagawa ng mga eksperimento gamit ang mga tubo na puno ng tubig at mercury, na nagpakita na ang atmospera ng daigdig ay nagbibigay ng presyon sa lahat ng nakapalibot na katawan. Sa partikular, noong 1648, nagawang sukatin ni Blaise Pascal ang presyon gamit ang isang mercury barometer sa taas na 1000 metro sa ibabaw ng dagat. Ang sinusukat na halaga ay naging mas mababa kaysa sa antas ng dagat, kaya napatunayan ng siyentipiko ang pagkakaroon ng atmospheric pressure.
Ang unang eksperimento na malinaw na nagpakita ng kapangyarihan ng atmospheric pressure at nagbigay-diin din sa konsepto ng vacuum ay isinagawa sa Germany noong 1654, na kilala ngayon bilang Magdeburg Sphere Experiment. Noong 1654, ang pisisistang Aleman na si Otto von Guericke ay nagawang mahigpit na ikonekta ang dalawang metal na hemisphere na may diameter na 30 cm lamang, at pagkatapos ay nagbomba ng hangin mula sa nagresultang istraktura, sa gayon ay lumikhabahagyang vacuum. Sinasabi ng kuwento na ang dalawang koponan ng 8 kabayo bawat isa, na humila sa magkasalungat na direksyon, ay hindi maaaring paghiwalayin ang mga sphere na ito.
Ganap na vacuum: mayroon ba ito?
Sa madaling salita, mayroon bang lugar sa kalawakan na walang anumang bagay. Ginagawang posible ng mga makabagong teknolohiya na lumikha ng vacuum na 10-10 Pa at mas kaunti pa, ngunit ang ganap na pressure na ito ay hindi nangangahulugan na wala nang matitirang particle sa system na isinasaalang-alang.
Bumalik tayo ngayon sa pinakawalang laman na espasyo sa Uniberso - upang buksan ang kalawakan. Ano ang presyon sa vacuum ng espasyo? Ang presyon sa outer space sa paligid ng Earth ay 10-8 Pa, sa pressure na ito mayroong humigit-kumulang 2 milyong molekula sa dami ng 1 cm3. Kung pinag-uusapan natin ang intergalactic space, ayon sa mga siyentipiko, kahit na sa loob nito ay mayroong hindi bababa sa 1 atom sa dami ng 1 cm3. Bukod dito, ang ating Uniberso ay natatakpan ng electromagnetic radiation, ang mga carrier nito ay mga photon. Ang electromagnetic radiation ay enerhiya na maaaring ma-convert sa katumbas na masa ayon sa sikat na Einstein formula (E=mc2), iyon ay, ang enerhiya, kasama ang matter, ay isang estado ng matter.. Ito ay humantong sa konklusyon na walang ganap na vacuum sa Uniberso na alam natin.
