Què sabem del buit?

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

En el sentit més estricte, un buit és una regió de l'espai en què la matèria està completament absent. Aquest terme representa el buit absolut, i el seu principal problema és que descriu un estat ideal que no pot existir en el món real.

Ningú ha trobat encara la manera de crear un buit ideal d'aquest tipus en condicions terrestres, i per aquest motiu el terme també s'utilitza per descriure les regions buides de l'espai. Però encara hi ha un buit en zones una mica més properes a la nostra vida quotidiana. Et direm què és amb paraules senzilles.

En la majoria dels casos, un buit és un recipient del qual s'eliminen al màxim tots els gasos, inclòs l'aire. De fet, l'espai exterior és el més proper a un buit ideal: els astrònoms creuen que l'espai entre les estrelles en alguns casos no consta de més d'un àtom o molècula per quilòmetre cúbic.

Cap buit produït a la Terra ni tan sols s'acosta a aquesta condició.

Per parlar del "buit de la terra", cal recordar la pressió. La pressió sorgeix de l'efecte de les molècules d'un gas o líquid sobre el seu entorn, normalment les parets del recipient que la conté, ja sigui una ampolla de refresc o el seu crani. La magnitud de la pressió depèn de la força dels cops que les molècules "infligen" a un determinat territori, i es mesura en "newtons per metre quadrat": aquesta unitat de mesura té un nom especial "pascal".

La relació entre la pressió (p), la força (F) i l'àrea (A) ve determinada per la següent equació: p = F / A - s'aplica independentment de si la pressió és baixa, com, per exemple, a l'espai, o molt. alt, com en els sistemes hidràulics.

En general, tot i que la definició de buit és inexacta, normalment es refereix a la pressió per sota, i sovint molt per sota de la pressió atmosfèrica. Es crea un buit quan s'elimina l'aire d'un espai tancat, donant lloc a una caiguda de pressió entre aquest espai i l'atmosfera circumdant.

Si l'espai està limitat per una superfície en moviment, la pressió atmosfèrica comprimirà les seves parets juntes; la quantitat de força de retenció depèn de la superfície i del nivell de buit. A mesura que s'elimina més aire, la caiguda de pressió augmenta i també augmenta la força potencial del buit.

Com que és gairebé impossible eliminar totes les molècules d'aire del recipient, és impossible aconseguir un buit perfecte.

A escala industrial i domèstica (per exemple, si decidiu posar una jaqueta d'hivern a les bosses de buit), l'efecte s'aconsegueix utilitzant bombes de buit o generadors de diferents mides, que eliminen l'aire. Una bomba de pistó al cilindre està connectada a un recipient tancat i, amb cada cop de bomba, una part del gas s'elimina del cilindre. Com més temps funcioni la bomba, millor es crearà el buit al dipòsit.

Qualsevol que alguna vegada hagi evacuat l'aire d'una bossa per guardar la roba, hagi estrènyer la tapa d'un recipient de plàstic per alliberar l'aire d'un recipient o hagi posat llaunes (i també va anar a fer un massatge al buit), s'ha trobat amb un buit a la seva vida. Però, per descomptat, l'exemple més comú del seu ús és una aspiradora domèstica normal. El ventilador de l'aspiradora elimina constantment l'aire del recipient, creant un buit parcial, i la pressió atmosfèrica a l'exterior de l'aspiradora empeny l'aire al recipient, portant amb ell la pols i la brutícia que s'agiten pel raspall de la part davantera de l'aspiradora. més netejador.

Un altre exemple és un termo. Un termo consisteix en dues ampolles niuades una dins de l'altra, i l'espai entre elles és un buit. En absència d'aire, la calor no passa entre les dues ampolles tan fàcilment com ho faria normalment. Com a resultat, els líquids calents dins del recipient retenen la calor, mentre que els líquids freds romanen freds perquè la calor no hi pot penetrar.

Per tant, el nivell de buit ve determinat per la diferència de pressió entre l'interior i l'atmosfera circumdant. Les dues fites principals en totes aquestes mesures són la pressió atmosfèrica estàndard i el buit ideal. Es poden utilitzar diverses unitats per mesurar el buit, però la unitat mètrica comuna és el mil·libar o mbar. Al seu torn, la pressió atmosfèrica es mesura mitjançant un baròmetre, que en la seva forma més simple consisteix en un tub vertical evacuat amb un extrem superior tancat i un extrem inferior, situat en un recipient amb mercuri obert a l'atmosfera.

La pressió atmosfèrica actua sobre la superfície exposada del líquid, fent que el mercuri pugi al tub. La pressió atmosfèrica "normal" és la pressió igual al pes d'una columna de mercuri de 760 mm d'alçada a una temperatura de 0,0 ° C, latitud 45 ° i nivell del mar.

El nivell de buit es pot mesurar amb diversos tipus de manòmetres:

• Manòmetre de tub de Bourdon és el dispositiu més compacte i més utilitzat: la mesura es basa en la deformació d'un tub elàstic doblegat quan s'aplica un buit al port del manòmetre.
• L'analògic electrònic és vacuòmetre … El buit o la pressió desvia un diafragma metàl·lic elàstic al sensor i aquesta desviació canvia les característiques elèctriques del circuit interconnectat; el resultat és un senyal electrònic que representa el nivell de buit.

• Manòmetre de tub en U mostra la diferència entre dues pressions. En la seva forma més simple, aquest indicador és un tub en U transparent mig ple de mercuri. Quan els dos extrems del tub estan a pressió atmosfèrica, el nivell de mercuri a cada colze és el mateix. Aplicar un buit a un costat fa que el mercuri que hi ha en ell pugi i baixi a l'altre costat; la diferència d'alçada entre els dos nivells indica el nivell de buit.

A les escales de la majoria de manòmetres, la pressió atmosfèrica s'assigna un valor de zero, per tant, les mesures de buit sempre han de ser inferiors a zero.