Vakuum haqqında nə bilirik?

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Ən ciddi mənada, vakuum maddənin tamamilə olmadığı kosmos bölgəsidir. Bu termin mütləq boşluğu təmsil edir və onun əsas problemi real dünyada mövcud ola bilməyən ideal vəziyyəti təsvir etməsidir.

Hələ heç kim yer şəraitində bu tip ideal vakuum yaratmağın bir yolunu tapmayıb və bu səbəbdən də bu termin kosmosun boş bölgələrini təsvir etmək üçün istifadə olunur. Amma gündəlik həyatımıza bir az daha yaxın olan yerlərdə hələ də boşluq var. Bunun nə olduğunu sizə sadə sözlərlə izah edəcəyik.

Əksər hallarda vakuum bütün qazların, o cümlədən havanın mümkün qədər çıxarıldığı bir qabdır. Kosmos həqiqətən də ideal vakuuma ən yaxındır: astronomlar hesab edirlər ki, ulduzlar arasındakı boşluq bəzi hallarda kub kilometrə bir atom və ya molekuldan çox deyil.

Yer üzündə yaranan heç bir vakuum bu vəziyyətə belə yaxınlaşmır.

"Yerin vakuumu" haqqında danışmaq üçün təzyiq haqqında xatırlamaq lazımdır. Təzyiq qazın və ya mayenin tərkibindəki molekulların ətraf mühitə, adətən soda şüşəsi və ya kəllə sümüyünü ehtiva edən damarın divarlarına təsirindən yaranır. Təzyiqin böyüklüyü molekulların müəyyən bir əraziyə "vurduğu" zərbələrin gücündən asılıdır və "kvadrat metrə nyuton" ilə ölçülür - bu ölçü vahidinin "paskal" xüsusi adı var.

Təzyiq (p), qüvvə (F) və sahə (A) arasındakı əlaqə aşağıdakı tənliklə müəyyən edilir: p = F / A - təzyiqin aşağı olmasından asılı olmayaraq tətbiq edilir, məsələn, kosmosda və ya çox hidravlik sistemlərdə olduğu kimi yüksəkdir.

Ümumiyyətlə, vakuumun tərifi qeyri-dəqiq olsa da, adətən atmosfer təzyiqindən aşağıda və çox vaxt xeyli aşağıda olan təzyiqə aiddir. Qapalı məkandan hava çıxarıldıqda vakuum yaranır ki, bu da həmin məkanla ətrafdakı atmosfer arasında təzyiqin azalması ilə nəticələnir.

Məkan hərəkətli bir səthlə məhdudlaşırsa, atmosfer təzyiqi onun divarlarını bir-birinə sıxışdıracaq - tutma qüvvəsinin miqdarı səth sahəsi və vakuum səviyyəsindən asılıdır. Daha çox hava çıxarıldıqca, təzyiq düşməsi artır və vakuumun potensial qüvvəsi də artır.

Bütün hava molekullarını qabdan çıxarmaq demək olar ki, mümkün olmadığı üçün mükəmməl bir vakuuma nail olmaq mümkün deyil.

Sənaye və məişət miqyasında (məsələn, qış gödəkçəsini vakuum çantalarına qoymağa qərar verdiyiniz təqdirdə) təsir, havanı çıxaran vakuum nasosları və ya müxtəlif ölçülü generatorlardan istifadə etməklə əldə edilir. Silindrdəki pistonlu nasos qapalı konteynerə bərkidilir və hər nasos vuruşu ilə qazın bir hissəsi silindrdən çıxarılır. Nasos nə qədər uzun işləsə, tankda bir o qədər yaxşı vakuum yaranır.

Paltar saxlamaq üçün torbadan hava çıxarmış, konteynerdən hava çıxarmaq üçün plastik qabın qapağını sıxmış və ya qutular qoymuş (həmçinin vakuum masajına getmiş) hər kəs həyatında vakuumla qarşılaşmışdır. Ancaq təbii ki, onun istifadəsinin ən ümumi nümunəsi adi məişət tozsoranıdır. Tozsoranın ventilyatoru mütəmadi olaraq kanistrdən havanı çıxararaq qismən tozsoran yaradır və tozsoranın xaricindəki atmosfer təzyiqi havanı qutuya itələyir, özü ilə tozsoranın ön hissəsindəki fırça ilə qarışdırılan toz və kiri götürür. təmizləyici.

Başqa bir nümunə termosdur. Termos bir-birinin içərisinə yerləşdirilmiş iki şüşədən ibarətdir və aralarındakı boşluq vakuumdur. Hava olmadıqda, istilik iki şüşə arasında normal olduğu kimi asanlıqla keçmir. Nəticədə qabın içindəki isti mayelər istiliyi saxlayır, soyuq mayelər isə soyuq qalır, çünki istilik onlara nüfuz edə bilmir.

Beləliklə, vakuum səviyyəsi daxili və ətrafdakı atmosfer arasındakı təzyiq fərqi ilə müəyyən edilir. Bütün bu ölçmələrdə iki əsas əlamət standart atmosfer təzyiqi və ideal vakuumdur. Vakuumu ölçmək üçün bir neçə vahid istifadə edilə bilər, lakin ümumi metrik vahid millibar və ya mbardır. Öz növbəsində, atmosfer təzyiqi barometrlə ölçülür ki, bu da ən sadə formada atmosferə açıq civə olan konteynerdə yerləşən yuxarı ucu qapalı və aşağı ucu olan boşaldılmış şaquli borudan ibarətdir.

Atmosfer təzyiqi mayenin açıq səthinə təsir edərək, civənin boruya qalxmasına səbəb olur. "Normal" atmosfer təzyiqi 0,0 ° C temperaturda, 45 ° enlikdə və dəniz səviyyəsində 760 mm yüksəklikdəki civə sütununun çəkisinə bərabər təzyiqdir.

Vakuum səviyyəsini bir neçə növ manometrlə ölçmək olar:

• Bourdon boru təzyiqölçən ən yığcam və ən çox istifadə olunan cihazdır - ölçmə təzyiqölçən portuna vakuum tətbiq edildikdə əyilmiş elastik borunun deformasiyasına əsaslanır.
• Elektron analoqdur vakuumölçən … Vakuum və ya təzyiq sensordakı elastik metal diafraqmanı əyir və bu əyilmə bir-birinə bağlı dövrənin elektrik xüsusiyyətlərini dəyişir - nəticədə vakuum səviyyəsini təmsil edən elektron siqnaldır.

• U-boru təzyiqölçən iki təzyiq arasındakı fərqi göstərir. Ən sadə formada, bu ölçü cihazı yarısı civə ilə doldurulmuş şəffaf U-borudur. Borunun hər iki ucu atmosfer təzyiqində olduqda, hər dirsəkdə civə səviyyəsi eyni olur. Bir tərəfə vakuum tətbiq etmək, içindəki civənin digər tərəfdən qalxıb enməsinə səbəb olur - iki səviyyə arasındakı hündürlük fərqi vakuum səviyyəsini göstərir.

Əksər təzyiq ölçmə cihazlarının tərəzilərində atmosfer təzyiqinə sıfır dəyər verilir, buna görə də vakuum ölçmələri həmişə sıfırdan az olmalıdır.