Vakuum haqida nimalarni bilamiz?

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-07 16:29

Eng qat'iy ma'noda, vakuum - bu materiya butunlay yo'q bo'lgan fazo hududi. Bu atama mutlaq bo'shliqni ifodalaydi va uning asosiy muammosi shundaki, u haqiqiy dunyoda mavjud bo'lolmaydigan ideal holatni tasvirlaydi.

Hech kim quruqlik sharoitida bunday turdagi ideal vakuumni yaratish yo'lini hali topmagan va shuning uchun bu atama kosmosning bo'sh hududlarini tasvirlash uchun ham qo'llaniladi. Ammo kundalik hayotimizga biroz yaqinroq bo'lgan joylarda hali ham vakuum mavjud. Sizga oddiy so'zlar bilan nima ekanligini aytib beramiz.

Ko'pgina hollarda, vakuum - bu barcha gazlar, shu jumladan havo, iloji boricha olib tashlanadigan idish. Kosmos haqiqatan ham ideal vakuumga eng yaqin: astronomlarning fikricha, yulduzlar orasidagi bo'shliq ba'zi hollarda har bir kub kilometr uchun bitta atom yoki molekuladan iborat emas.

Yerda hosil bo'ladigan vakuum hatto bu holatga yaqinlashmaydi.

"Yerdagi vakuum" haqida gapirish uchun siz bosim haqida eslashingiz kerak. Bosim gaz yoki suyuqlikdagi molekulalarning atrof-muhitga ta'siridan kelib chiqadi, odatda o'z ichiga olgan idishning devorlari, xoh soda shishasi, xoh bosh suyagi. Bosimning kattaligi molekulalarning ma'lum bir hududga "uzatadigan" zarbalarining kuchiga bog'liq va "kvadrat metr uchun Nyuton" da o'lchanadi - bu o'lchov birligi "paskal" maxsus nomiga ega.

Bosim (p), kuch (F) va maydon (A) o'rtasidagi munosabat quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: p = F / A - bosim past bo'ladimi, masalan, kosmosda yoki juda ko'p bo'lishidan qat'iy nazar amal qiladi. gidravlik tizimlardagi kabi yuqori.

Umuman olganda, vakuumning ta'rifi noto'g'ri bo'lsa-da, u odatda quyida va ko'pincha atmosfera bosimidan ancha past bosimga ishora qiladi. Yopiq makondan havo chiqarilganda vakuum hosil bo'ladi, bu esa bu bo'shliq va atrofdagi atmosfera o'rtasida bosimning pasayishiga olib keladi.

Agar bo'shliq harakatlanuvchi sirt bilan cheklangan bo'lsa, atmosfera bosimi uning devorlarini bir-biriga siqib chiqaradi - ushlab turish kuchining miqdori sirt maydoni va vakuum darajasiga bog'liq. Ko'proq havo chiqarilsa, bosimning pasayishi ortadi va vakuumning potentsial kuchi ham ortadi.

Idishdagi barcha havo molekulalarini olib tashlash deyarli mumkin emasligi sababli, mukammal vakuumga erishish mumkin emas.

Sanoat va uy miqyosida (masalan, qishki ko'ylagini vakuumli qoplarga qo'yishga qaror qilsangiz), ta'sir vakuum nasoslari yoki havoni olib tashlaydigan turli o'lchamdagi generatorlar yordamida erishiladi. Tsilindrdagi pistonli nasos yopiq idishga biriktirilgan va har bir nasos zarbasi bilan gazning bir qismi silindrdan chiqariladi. Nasos qancha uzoq ishlasa, tankda shunchalik yaxshi vakuum hosil bo'ladi.

Kiyimlarni saqlash uchun sumkadan havo evakuatsiya qilgan, idishdan havo chiqarish uchun plastik idish qopqog'ini siqib qo'ygan yoki qutichalarni qo'ygan (vakuum massajiga ham borgan) har bir kishi hayotida vakuumga duch kelgan. Lekin, albatta, uni ishlatishning eng keng tarqalgan namunasi oddiy uy changyutgichidir. Changyutgichning fanati doimiy ravishda kanistrdan havoni olib, qisman changyutgich hosil qiladi va changyutgichdan tashqaridagi atmosfera bosimi changyutgichning old qismidagi cho'tka bilan qo'zg'atilgan chang va axloqsizlikni o'zi bilan olib, havoni kanistrga itaradi. tozalovchi.

Yana bir misol - termos. Termos bir-birining ichiga joylashtirilgan ikkita shishadan iborat bo'lib, ular orasidagi bo'shliq vakuumdir. Havo yo'q bo'lganda, issiqlik odatdagidek ikki shisha o'rtasida osonlikcha o'tmaydi. Natijada, idish ichidagi issiq suyuqliklar issiqlikni saqlaydi, sovuq suyuqliklar esa sovuq bo'lib qoladi, chunki issiqlik ularga kira olmaydi.

Shunday qilib, vakuum darajasi ichki va atrofdagi atmosfera o'rtasidagi bosim farqi bilan belgilanadi. Ushbu o'lchovlarning barchasida ikkita asosiy belgi standart atmosfera bosimi va ideal vakuumdir. Vakuumni o'lchash uchun bir nechta birliklardan foydalanish mumkin, ammo umumiy metrik birlik millibar yoki mbardir. O'z navbatida, atmosfera bosimi barometr bilan o'lchanadi, u eng oddiy ko'rinishida atmosferaga ochiq simobli idishda joylashgan yopiq yuqori uchi va pastki uchi bo'lgan evakuatsiya qilingan vertikal trubadan iborat.

Atmosfera bosimi suyuqlikning ochiq yuzasiga ta'sir qiladi, bu simobning kolba ichiga ko'tarilishiga olib keladi. "Oddiy" atmosfera bosimi 0,0 ° C, kenglik 45 ° va dengiz sathida 760 mm balandlikdagi simob ustunining og'irligiga teng bosimdir.

Vakuum darajasini bir necha turdagi bosim o'lchagichlar bilan o'lchash mumkin:

• Bourdon naychali bosim o'lchagicheng ixcham va eng ko'p ishlatiladigan qurilma - o'lchov bosim o'lchagich portiga vakuum kiritilganda egilgan elastik trubaning deformatsiyasiga asoslangan.
• Elektron analog - bu vakuum o'lchagich … Vakuum yoki bosim datchikdagi elastik metall diafragmani chalg'itadi va bu burilish o'zaro bog'langan sxemaning elektr xususiyatlarini o'zgartiradi - natijada vakuum darajasini ifodalovchi elektron signal paydo bo'ladi.
• U-trubkali bosim o'lchagich ikki bosim o'rtasidagi farqni ko'rsatadi. Eng oddiy shaklda, bu o'lchagich simob bilan to'ldirilgan yarim shaffof U-trubkasidir. Naychaning ikkala uchi ham atmosfera bosimida bo'lsa, har bir tirsakdagi simob darajasi bir xil bo'ladi. Vakuumni bir tomonga qo'llash undagi simobning ko'tarilishi va boshqa tomondan tushishiga olib keladi - bu ikki daraja orasidagi balandlik farqi vakuum darajasini ko'rsatadi.

Ko'pgina bosim o'lchagichlarining shkalalarida atmosfera bosimi nol qiymatiga ega, shuning uchun vakuum o'lchovlari har doim noldan kam bo'lishi kerak.