Вакуум

Из пројекта Википедија

Вакуум је простор без материје. Сама ријеч вакуум је латинског поријекла (од латинског vacuus (празан)). Притисак у вакууму је много нижи од атмосферског притиска, и у идеалном случају тежи притиску од нула паскала. Највиши (најдубљи) вакуум се налази у космосу ( $10 - 14$ Pa).

Његова индустријска примјена започиње у 20.-ом вијеку, увођењем електричне сијалице и вакуумске цијеви.

Вакуум се може произвести тако што се из неког затвореног простора помоћу тзв. вакуум-пумпе извуче сав гас.

[уреди] Особине вакуума и његова примена:

Кроз вакуум се простиру светлост, честице, чврста тела, електрично и магнетно поље али не и звук - за простирање звука потребна је материја. Топлота се кроз вакуум простире зрачењем (електромагнетни таласи из инфрацрвеног дела спектра) али не и провођењем. Провођење топлоте се одвија преко материјалних носилаца те је у простору ниског притиска знатно слабије, отуда примена вакуума у термосима.

У сијалици влада делимични вакуум, са траговима аргона уместо ваздуха да би се очувало волфрамско влакно.

Вакуум се користи у бројним процесима и уређајима. Прва уобичајена примена је била у сијалицама са влакном да се заштити вокфрамово вкално од хемијске деградације. Хемијска инертност вакуума се такође користи за заваривање електронским млазом, за набацивање танких слојева испаравањем, за суво нагризање у производњи полупроводника, за набацивање оптичких слојева, вакуумско паковање итд. Смањење конвекције (мешања)побољшава топлотну изолацију термос боца. Високи вакуум потпомаже дегазирање што се користи за сушење замрзавањем и вакуумску дестилацију. Особина вакуума да пропушта електроне без расејавања довела је до примене у електронском микроскопу, вакуумским цевима (први радио) и катодним цевима (први телевизори). Уклањање трења у ваздуху стварањем вакуума корити се у конструкцији ултрацентрифуга и депоновање енергије у замајцима.

[уреди] Свемирски простор

За више информација погледајте Outer space.

Свемирски вакуум је заправо врло слаба плазма коју прожимају наелетрисане честице, електромагнетна поља а понекад и звезда.

Највећи део свемира има густину и притисак скоро савршеног вакуума. У свемирском простору практично нема трења због чега се звезде, планете и остала небеска тела крећу слободно по идеалним гравитационим путањама. Међутим, савршеног вакуума нема, чак ни у међузвезданом простору где се нађе неколико водоникових атома по кубном сантиметру правећи притисак од 10 fPa (10⁻¹⁶ Torr). Високи вакуум свемира могао би да представља погодну средину за извесне процесе, на пример оне кији захтевају савршено чисте површине, али за уобичајене примене много је лакше створити еквивалентни вакуум на Земљи него савладати Земљину гравитацију.

Звезде, планете и њихови сателити одржавају своју атмосферу гравитационим привлачењем па атмосфере немају јасну границу. Густина атмосферског гаса једноставно опада са растојањем од објекта барометарска формула. У ниској земљиној орбити (висине око 300 km) густина атмосфере је око 100 nPa, (10^-9 Torr,) што је још увек довољно да дође до кочења сателита услед трења са средином. Већина вештачких сателита налази се у том региону и да би се одржали у орбити сваких неколико дана морају да активирају своје моторе.

Ван планетарних атмосфера, притисак фотона и других честица са сунца постаје значајан. Свемирски бродови могу бити 'гурани' сунчевим ветром, међутим, за то планете су превише масивне. Постоје идеје о међупланетарној пловидби, помоћу сунчевог једра, са погоном на сунчев ветар.

Видљиви свемир испуњен је и огромним бројем фотона из космичког позадинског зрачења и сасвим могуће, исто тако великим бројем неутрина. Темепратура простора је око 3 K, или -270 C.

Док је космички простор увек био довођен у везу са вакуумом ранији физичари су подржавали идеју о постојању невидљивог етра, преносиоца светлости, који испуњава међузвездани простор.^[1] С друге стране Крукс (William Crookes) је 1891. године забележио: "ослобађање оклудованих гасова у вакуум космичког простора"^[2]. Чак и до 1912. године, астроном Хенри Пикеринг (William Henry Pickering) је коментарисао "Док међузвездани абсорбујући медијум може бити једноставно етар, особине гасова и слободних гасних молекула сигурно се тамо могу уочити".^[3]

[уреди] Ознаке вакуума у техничкој примјени:

Ниски вакуум (Low vacuum): 100 kPa - 3 kPa
Средњи вакуум (Medium vacuum): 3 kPa - 100 mPa
Високи вакуум (High vacuum): 100 mPa - 1 µPa
Врло високи вакуум (Ultra high vacuum): 100 nPa - 100 pPa
Екстремно високи вакуум (Extremely high vacuum): < 100 pPa

[уреди] Особине

Многе особине задржавају вредности различите од нуле када са веаккум примиче идеалном. ТЕ идеалне физичке константе називају се константама слободног простора. Неколико најосновнијих су:

Брзина светлости тежи ка 299.792.458 m/s, али је увек нижа
Индекс преламања приближава се вредности 1,0 али је увек већи
Електрична пермитивност ( $\varepsilon_0$ ) тежи ка 8,8541878176x10^-12 Фарада по метру (F/m).
Магнетна пермеабилност (μ₀) тежи ка 4π×10⁻⁷ N/A².
Карактеристична импеданса ( $Z 0$ ) тежи ка 376,73 Ω.

[уреди] Литература

^ R. H. Patterson, Ess. Hist. & Art 10 1862
^ William Crookes, The Chemical News and Journal of Industrial Science; with which is Incorporated the "Chemical Gazette." (1932)
^ Pickering, W. H., "Solar system, the motion of the, relatively to the intersteller absorbing medium" (1912) Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 72: 740

Добављено из "http://sr.wikipedia.org../../../%D0%B2/%D0%B0/%D0%BA/%D0%92%D0%B0%D0%BA%D1%83%D1%83%D0%BC.html"

Категорије страница: Физика · Физичка хемија