Масса вакуума – Вакуум — Википедия

Вакуум — Википедия

Насос для демонстрации вакуума

Ва́куум (от лат. vacuus — пустой) — пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, состоящую из газа при давлении значительно ниже атмосферного^[1]. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа λ и характерным размером среды d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т. д. В зависимости от величины соотношения λ/d различают низкий (λ/d≪1{\displaystyle \lambda /d\ll 1}), средний (λ/d∼1{\displaystyle \lambda /d\sim 1}) и высокий (λ/d≫1{\displaystyle \lambda /d\gg 1}) вакуум.

На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом. В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров. Кроме того, многие материалы (в частности толстые металлические, стеклянные и иные стенки сосудов) пропускают газы. В

микроскопических объёмах, однако, достижение идеального вакуума в принципе возможно.

Мерой степени разрежения вакуума служит длина свободного пробега молекул газа λ{\displaystyle \lambda }, связанной с их взаимными столкновениями в газе, и характерного линейного размера d{\displaystyle d} сосуда, в котором находится газ.

Строго говоря, техническим вакуумом называют газ в сосуде или трубопроводе с давлением ниже, чем в окружающей атмосфере. Согласно другому определению, когда молекулы или атомы газа перестают сталкиваться друг с другом, и газодинамические свойства сменяются вязкостными (при давлении около 1 мм рт.ст.), говорят о достижении низкого вакуума (λ≪d{\displaystyle \lambda \ll d}; 10¹⁶ молекул на 1 см³). Обычно между атмосферным воздухом и высоковакуумным насосом стоит так называемый форвакуумный насос, создавая предварительное разрежение, поэтому низкий вакуум часто называют

форвакуум. При дальнейшем понижении давления в камере увеличивается средняя длина свободного пробега λ{\displaystyle \lambda } молекул газа. При λ/d≫1{\displaystyle \lambda /d\gg 1} молекулы газа гораздо чаще сталкиваются со стенками, чем друг с другом. В этом случае говорят о высоком вакууме (10⁻⁵ мм рт.ст.; 10¹¹ молекул на 1 см³). Сверхвысокий вакуум соответствует давлению 10⁻⁹ мм рт.ст. и ниже. В сверхвысоком вакууме, например, обычно проводятся эксперименты с использованием сканирующего туннельного микроскопа. Для сравнения, давление в космосе на несколько порядков ниже — 10⁹ молекул на 1 см³ (миллиард молекул в кубическом сантиметре), в дальнем же космосе и вовсе может достигать 10⁻¹⁶ мм рт.ст. и ниже (1 молекула на 1 см³)^[2].

Высокий вакуум в микроскопических порах некоторых кристаллов и в ультратонких капиллярах достигается уже при атмосферном давлении, поскольку диаметр поры/капилляра становится меньше, чем длина свободного пробега молекулы, равная в воздухе при нормальных условиях ~60 нанометрам

[3].

Аппараты, используемые для достижения и поддержания вакуума, называются вакуумными насосами. Для поглощения газов и создания необходимой степени вакуума используются геттеры. Более широкий термин вакуумная техника включает также приборы для измерения и контроля вакуума, манипулирования предметами и проведения технологических операций в вакуумной камере и т. д. Высоковакуумные насосы являются сложными техническими приборами. Основные типы высоковакуумных насосов — это диффузионные насосы, основанные на увлечении молекул остаточных газов потоком рабочего газа, геттерные, ионизационные насосы, основанные на внедрении молекул газа в геттеры (например, титан) и криосорбционные насосы (в основном, для создания форвакуума).

Стоит отметить, что даже в идеальном вакууме при конечной температуре всегда имеется некоторое тепловое излучение (газ фотонов). Таким образом, тело, помещённое в идеальный вакуум, рано или поздно придёт в тепловое равновесие со стенками вакуумной камеры за счёт обмена тепловыми фотонами.

Вакуум является хорошим термоизолятором; перенос тепловой энергии в нём происходит лишь за счёт теплового излучения, конвекция и теплопроводность исключены. Это свойство используется для теплоизоляции в термосах (сосудах Дьюара), состоящих из ёмкости с двойными стенками, пространство между которыми вакуумировано.

Вакуум широко применяется в электровакуумных приборах — радиолампах (например, магнетронах микроволновых печей), электронно-лучевых трубках и т. п.

Под физическим вакуумом в квантовой физике понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. При этом такое состояние вовсе не обязательно соответствует пустоте: поле в низшем состоянии может быть, например, полем квазичастиц в твёрдом теле или даже в ядре атома, где плотность чрезвычайно высока. Физическим вакуумом называют также полностью лишённое вещества пространство, заполненное полем в таком состоянии

[4]^[5]. Такое состояние не является абсолютной пустотой. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. В некоторых конкретных теориях поля вакуум может обладать нетривиальными топологическими свойствами. В теории могут существовать несколько различных вакуумов, различающихся плотностью энергии или другими физическими параметрами (в зависимости от применяемых гипотез и теорий). Вырождение вакуума при спонтанном нарушении симметрии приводит к существованию непрерывного спектра вакуумных состояний, отличающихся друг от друга числом голдстоуновских бозонов. Локальные минимумы энергии при разных значениях какого-либо поля, отличающиеся по энергии от глобального минимума, носят название ложных вакуумов; такие состояния метастабильны и стремятся распасться с выделением энергии, перейдя в истинный вакуум или в один из нижележащих ложных вакуумов.

Некоторые из этих предсказаний теории поля уже были успешно подтверждены экспериментом. Так, эффект Казимира^[6] и лэмбовский сдвиг атомных уровней объясняется нулевыми колебаниями электромагнитного поля в физическом вакууме. На некоторых других представлениях о вакууме базируются современные физические теории. Например, существование нескольких вакуумных состояний (упомянутых выше ложных вакуумов) является одной из главных основ инфляционной теории Большого взрыва.

Ложный вакуум[править | править код]

Ложный вакуум — состояние в квантовой теории поля, которое не является состоянием с глобально минимальной энергией, а соответствует её локальному минимуму. Такое состояние стабильно в течение определённого времени (метастабильно), но может «туннелировать» в состояние истинного вакуума.

Эйнштейновский вакуум[править | править код]

Эйнштейновский вакуум — иногда встречающееся название для решений уравнений Эйнштейна в общей теории относительности для пустого, без материи, пространства-времени. Синоним — пространство Эйнштейна.

Уравнения Эйнштейна связывают метрику пространства-времени (метрический тензор g_μν) с тензором энергии-импульса. В общем виде они записываются как

Gμν+Λgμν=8πGc4Tμν,{\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu },}

где тензор Эйнштейна G_μν является определённой функцией метрического тензора и его частных производных, R — скалярная кривизна, Λ — космологическая постоянная, T_μν — тензор энергии-импульса материи, π — число пи, c — скорость света в вакууме, G — гравитационная постоянная Ньютона.

Вакуумные решения этих уравнений получаются при отсутствии материи, то есть при тождественном равенстве нулю тензора энергии-импульса в рассматриваемой области пространства-времени: T_μν = 0. Часто лямбда-член также принимается равным нулю, особенно при исследовании локальных (некосмологических) решений. Однако при рассмотрении вакуумных решений с ненулевым лямбда-членом (лямбда-вакуум) возникают такие важные космологические модели, как модель Де Ситтера (Λ > 0) и модель анти-Де Ситтера (Λ < 0).

Тривиальным вакуумным решением уравнений Эйнштейна является плоское пространство Минковского, то есть метрика, рассматриваемая в специальной теории относительности.

Другие вакуумные решения уравнений Эйнштейна включают в себя, в частности, следующие случаи:

Космическое пространство является не идеальным вакуумом, разреженная плазма заполнена заряженными частицами, электромагнитными полями, а иногда звёздами

Космическое пространство имеет очень низкую плотность и давление и является наилучшим приближением физического вакуума. Но космический вакуум не является действительно совершенным, даже в межзвёздном пространстве есть несколько атомов водорода на кубический сантиметр.

Звёзды, планеты и спутники держат свои атмосферы силой притяжения, и как таковой у атмосферы нет чётко очерченной границы: плотность атмосферного газа просто уменьшается с расстоянием от объекта. Атмосферное давление Земли падает до примерно 3,2×10⁻² Па на 100 км высоты — на так называемой линии Кармана, которая является общим определением границы с космическим пространством. За этой линией изотропное давление газа быстро становится незначительным по сравнению с давлением излучения от Солнца и динамическим давлением солнечного ветра, поэтому определение давления становится трудно интерпретировать. Термосфера в этом диапазоне имеет большие градиенты давления, температуры и состава, и сильно варьируется в связи с космической погодой.

Плотность атмосферы в течение первых нескольких сотен километров выше линии Кармана всё ещё достаточна для оказания значительного сопротивления движению искусственных спутников Земли. Большинство спутников работают в этой области, называемой низкой околоземной орбитой, и должны подрабатывать двигателями каждые несколько дней для поддержания стабильной орбиты.

Космическое пространство заполнено большим количеством фотонов, так называемым реликтовым излучением, а также большим количеством реликтовых нейтрино, пока не поддающихся обнаружению. Текущая температура этих излучений составляет около 3 К, или −270 °C^[7].

Идея вакуума (пустоты) была предметом споров ещё со времён древнегреческих и древнеримских философов. Атомисты — Левкипп (ок. 500 г. до н. э.), Демокрит (около 460—370 гг. до н. э.), Эпикур (341—270 гг. до н. э.), Лукреций (ок. 99—55 гг. до н. э.) и их последователи — предполагали, что всё существующее — атомы и пустота между ними, причём без вакуума не было бы и движения, атомы не могли бы двигаться, если бы между ними не было пустого пространства. Стратон (ок. 270 г. до н. э.) и многие философы в более поздние времена полагали, что пустота может быть «сплошной» (vacuum coacervatum) и «рассеянной» (в промежутках между частицами вещества, vacuum disseminatum).

Напротив, Аристотель (384—322 гг. до н. э.) и ряд других философов считали, что «природа не терпит пустоты». Концепция «боязни пустоты» (horror vacui), зародившаяся ещё до Аристотеля, у Эмпедокла (ок. 490—430 гг. до н. э.) и других философов ионийской школы, в философской мысли Средневековой Европы стала доминирующей и приобрела религиозно-мистические черты.

Некоторые предпосылки к эмпирическому исследованию вакуума существовали ещё в античности. Древнегреческие механики создавали различные технические устройства, основанные на разрежении воздуха. Например, водяные насосы, действующие путём создания разрежения под поршнем, были известны ещё во времена Аристотеля. До нашего времени сохранился рисунок пожарного насоса, изобретённого «отцом пневматики» Ктезибием (ок. 250 г. до н. э.). Водяные насосы такого типа были фактически прообразами вакуумного поршневого насоса, появившегося спустя почти два тысячелетия. Ученик Ктезибия, Герон Александрийский, разработал поршневой шприц для вытягивания гноя, тоже являющийся по существу вакуумным устройством.

Эмпирическое изучение вакуума началось лишь в XVII веке, с концом Возрождения и началом научной революции Нового времени. К этому моменту уже давно было известно, что всасывающие насосы могут поднимать воду на высоту не более 10 метров. Например, в трактате Георгия Агриколы (1494—1555) «О горном деле» приведено изображение цепочки водяных насосов для откачки воды из шахты.

Галилей в своих «Беседах и математических доказательствах двух новых наук»^[8] (1638), книге, которая завершила разгром аристотелевской физики, указывал, ссылаясь на практику, что высота, до которой всасывающие насосы поднимают воду, всегда одна и та же — около 18 локтей. В этой книге он, в частности, описывает фактически вакуумный прибор с поршнем, необходимый для сравнения сопротивления на разрыв воды и твёрдого тела, хотя и объясняет сопротивление растяжению, характерное для твёрдых тел и жидкостей, боязнью пустоты, предполагая существование между частицами вещества мельчайших пустых пор, расширяющихся при растяжении.

Под влиянием трактата Галилея, где указывалось на ограниченность «боязни пустоты», в 1639—1643 гг. Гаспаро Берти на фасаде своего дома в Риме соорудил устройство (в более поздней терминологии, барометрическую водяную трубу), которое можно считать первой установкой для физического исследования вакуума. В верхней, стеклянной закрытой части трубы высотой более 10 м, над водяным столбом, уравновешенным атмосферным давлением, обнаруживалось пустое пространство (на самом деле оно было заполнено водяными парами под давлением, равным упругости паров воды при температуре окружающей среды, а также выделившимся из воды растворённым воздухом, то есть давление в полости составляло около 0,1 атмосферы). Эмануэль Маньяно закрепил в этой полости колокольчик и молоток. Воздействуя на молоток магнитом, он ударял молотком по колокольчику. В результате этого первого в истории эксперимента в вакууме (точнее, в разреженном газе) было обнаружено, что звук колокольчика был приглушённым^[9].

Учёный Рафаэло Маджотти^[10] (1597—1656) из Рима сообщил об опытах Берти и Маньяно ученику Галилея, флорентийцу Эванджелисте Торричелли. При этом Маджотти высказал мысль, что более плотная жидкость остановилась бы на более низком уровне^[11]. В 1644 году Торричелли (с помощью Винченцо Вивиани, другого ученика Галилея) сумел создать первую вакуумную камеру. Его работы, связанные с теориями атмосферного давления, послужили основой дополнительных экспериментальных методик. Вакуум по методу Торричелли (торричеллиева пустота) достигается путём наполнения ртутью длинной стеклянной трубки, запаянной с одного конца, а затем переворачиванием её таким образом, чтобы открытый конец трубки оказался под поверхностью ртути в более широком открытом сосуде^[12]. Ртуть будет вытекать из трубки, пока сила тяжести ртутного столба не будет скомпенсирована атмосферным давлением. В свободном от ртути пространстве в верхнем, запаянном конце трубки образуется вакуум. Этот метод лежит в основе работы ртутного барометра. При стандартном атмосферном давлении высота ртутного столба, уравновешенного атмосферным давлением, равна 760 мм.

Около 1650 года немецкий учёный Отто фон Герике изобрёл первый вакуумный насос (поршневой цилиндр с водяным уплотнением), позволивший легко откачивать воздух из герметичных ёмкостей и экспериментировать с вакуумом^[13]. Насос, названный автором antlia pneumatica, был ещё очень далек от совершенства и требовал не менее трёх человек для манипуляций с поршнем и кранами, погруженными в воду, для лучшей изоляции образующейся пустоты от наружного воздуха. Однако с его помощью Герике сумел продемонстрировать многие свойства вакуума, в частности, поставив знаменитый опыт с Магдебургскими полушариями. Герике создал также водяной барометр, по принципу действия аналогичный ртутному барометру Торричелли, хотя из-за меньшей плотности воды по сравнению с ртутью высота водяного столба, уравновешивающего атмосферное давление, в 13,6 раз больше — около 10 метров. Герике впервые выяснил, что вакуум не проводит звук и что горение в нём прекращается

[14].

Вакуумный насос Герике был значительно усовершенствован Робертом Бойлем, что позволило ему выполнить ряд экспериментов для выяснения свойств вакуума и его влияния на различные объекты. Бойль обнаружил, что в вакууме гибнут мелкие животные, огонь потухает, а дым опускается вниз (и, следовательно, так же подвержен влиянию силы тяжести, как и другие тела). Бойль выяснил также, что поднятие жидкости в капиллярах происходит и в вакууме, и тем самым опроверг господствовавшее тогда мнение, что в этом явлении участвует давление воздуха. Напротив, перетекание жидкости через сифон в вакууме прекращалось, чем было доказано, что это явление обусловлено атмосферным давлением. Он показал, что при химических реакциях (таких, как гашение извести), а также при взаимном трении тел тепло выделяется и в вакууме.

Люди и животные, подвергшиеся воздействию вакуума, теряют сознание через несколько секунд и умирают от гипоксии в течение нескольких минут, но эти симптомы, как правило, не похожи на те, которые показывают в популярной культуре и СМИ. Снижение давления понижает температуру кипения, при которой кровь и другие биологические жидкости должны закипеть, но упругое давление кровеносных сосудов не позволяет крови достичь температуры кипения 37 °С

[15]. Хотя кровь не вскипает, эффект образования газовых пузырьков в ней и других жидкостях тела при низких давлениях, известный как эбуллизм (воздушная эмфизема), является серьёзной проблемой. Газ может раздувать тело в два раза больше его нормального размера, но ткани достаточно эластичны, чтобы предотвратить их разрыв^[16]. Отёки и эбуллизм можно предотвратить специальным лётным костюмом. Астронавты шаттлов носили специальную эластичную одежду под названием Crew Altitude Protection Suit (CAPS), которая предотвращает эбуллизм при давлении более 2 кПа (15 мм рт.ст.)^[17]. Быстрое испарение воды охлаждает кожу и слизистые оболочки до 0 °С, особенно во рту, но это не представляет большой опасности.

Эксперименты на животных показывают, что после 90 секунд нахождения организма в вакууме обычно происходит быстрое и полное восстановление организма, однако более долгое пребывание в вакууме фатально и реанимация бесполезна^[18]. Имеется лишь ограниченный объем данных о влиянии вакуума на человека (как правило, это происходило при попадании людей в аварию), но они согласуются с данными, полученными в экспериментах на животных. Конечности могут находиться в вакууме гораздо дольше, если дыхание не нарушено^[19]. Первым показал, что вакуум смертелен для мелких животных, Роберт Бойль в 1660 году.

Степень вакуума определяется количеством вещества, оставшимся в системе. Вакуум, в первую очередь, определяется абсолютным давлением, а полная характеристика требует дополнительных параметров, таких как температура и химический состав. Одним из наиболее важных параметров является средняя длина свободного пробега (MFP) остаточных газов, которая указывает среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего. Если плотность газа уменьшается, MFP увеличивается. MFP в воздухе при атмосферном давлении очень короткий, около 70 нм, а при 100 мПа (~1×10⁻³ торр) MFP воздуха составляет примерно 100 мм. Свойства разреженного газа сильно изменяются, когда длина свободного пробега становится сравнима с размерами сосуда, в котором находится газ.

Вакуум подразделяется на диапазоны в соответствии с технологией, необходимой для его достижения или измерения. Эти диапазоны не имеют общепризнанных определений, но типичное распределение выглядит следующим образом^[20][21]:

	Давление (мм рт.ст.)	Давление (Па)
Атмосферное давление	760	1,013×10+5
Низкий вакуум	от 760 до 25	от 1×10+5 до 3,3×10+3
Средний вакуум	от 25 до 1×10−3	от 3,3×10+3 до 1,3×10−1
Высокий вакуум	от 1×10−3 до 1×10−9	от 1,3×10−1 до 1,3×10−7
Сверхвысокий вакуум	от 1×10−9 до 1×10−12	от 1,3×10−7 до 1,3×10−10
Экстремальный вакуум	<1×10−12	<1,3×10−10
Космическое пространство	от 1×10−6 до <3×10−17	от 1,3×10−4 до <1,3×10−15
Абсолютный вакуум	0	0

Вакуум полезен для многих процессов и применяется в разных устройствах. Впервые для массово используемых товаров он был применён в лампах накаливания с целью защиты нити от химического разложения. Химическая инертность материалов, обеспечиваемая вакуумом, также полезна для электронно-лучевой сварки, холодной сварки, вакуумной упаковки и вакуумной жарки. Сверхвысокий вакуум используется при изучении атомарно чистых субстратов, так как только очень высокий вакуум сохраняет поверхности чистыми на атомарном уровне в течение достаточно длительного времени (от минут до суток). При высоком и сверхвысоком вакуумировании устраняется противодействие воздуха, позволяя пучкам частиц осаждать или удалять материалы без загрязнения. Этот принцип лежит в основе химического осаждения из газовой фазы, вакуумного напыления и сухого травления, которые применяются в производстве полупроводников и оптических покрытий, а также в химии поверхности. Снижение конвекции обеспечивает теплоизоляцию в термосах. Глубокий вакуум понижает температуру кипения жидкости и способствует низкой температуре дегазации, которое используется в сублимационной сушке, приготовлении клея, перегонке, металлургии и вакуумной очистке. Электрические свойства вакуума делают возможными электронные микроскопы и вакуумные трубки, включая катодные лучевые трубки. Вакуумные выключатели используются в электрических распределительных устройствах. Вакуумный пробой имеет промышленное значение для производства определенных марок стали или материалов высокой чистоты. Исключение трения воздуха полезно для накопления энергии маховика и ультрацентрифуг.

Управляемые вакуумом машины[править | править код]

Вакуум обычно используется, чтобы произвести всасывание, которое имеет ещё более широкий спектр применения. Паровой двигатель Ньюкомена использовал вакуум вместо давления, чтобы управлять поршнем. В XIX веке вакуум был использован для тяги на экспериментальной пневматической железной дороге Изамбарда Брунеля. Вакуумные тормоза когда-то широко использовались на поездах в Великобритании, но, за исключением исторических железных дорог, они были заменены пневматическими тормозами.

Этот насос мелководной скважины уменьшает давление атмосферы внутри собственной камеры. Разрежение атмосферы расширяется вниз в скважину и заставляет воду течь вверх по трубе в насос, чтобы выровнять пониженное давление. Насосы с наземной камерой эффективны только до глубины около 9 метров, за счет веса столба воды уравнивающего атмосферное давление.

Вакуум впускного коллектора можно использовать для того, чтобы управлять вспомогательным оборудованием на автомобилях. Наиболее известное применение — это вакуумный усилитель для увеличения мощности тормозов. Ранее вакуум применялся в вакуум-приводах стеклоочистителя и топливных насосах Autovac. Некоторые авиационные приборы (авиагоризонт и указатель курса) обычно управляются вакуумом, как страховка от выхода из строя всех (электрических) приборов, поскольку ранние самолеты часто не имели электрических систем, и поскольку есть два легкодоступных источников вакуума на движущемся самолете, двигатель и трубка Вентури. При вакуумноиндукционной плавке применяют электромагнитную индукцию в вакууме.

Поддержание вакуума в конденсаторе важно для эффективной работы паровых турбин. Для этого используется паровой инжектор или водокольцевой насос. Обычный вакуум, поддерживаемый в паровом объёме конденсатора на выхлопном патрубке турбины (еще его называют давление конденсатора турбины), находится в диапазоне от 5 до 15 кПа, в зависимости от типа конденсатора и условий окружающей среды.

Дегазация[править | править код]

Испарение и сублимация в вакууме называется дегазацией. Все материалы, твердые или жидкие, немного парят (происходит газовыделение), и их дегазация необходима когда давление вакуума падает ниже давления их пара. Парение материалов в вакууме имеет такое же эффект как натекание и может ограничить достижимый вакуум. Продукты испарения могут конденсироваться на близлежащих более холодных поверхностях, что может вызвать проблемы, если они покроют оптические приборы или вступят в реакцию с другими материалами. Это вызывает большие трудности при полётах в космосе, где затемненный телескоп или элемент солнечной батареи может сорвать высокозатратную операцию.

Самым распространенным выделяющимся продуктом в вакуумных системах является вода, поглощенная материалами камер. Её количество может быть уменьшено сушкой или прогревом камеры и удалением абсорбирующих материалов. Испаряющаяся вода может конденсироваться в масле пластинчато-роторных насосов и резко уменьшить их рабочую скорость, если не используется газобалластное устройство. Высоковакуумные системы должны быть чистыми, в них не должно оставаться органических веществ, чтобы свести к минимуму газовыделение.

Сверхвысокие вакуумные системы, как правило, отжигаются, желательно под вакуумом, чтобы временно повысить испарение всех материалов и выпарить их. После того, как большая часть испаряющихся материалов выпарена и удалена, система может быть охлаждена, для уменьшения парения материалов и минимизации остаточного газовыделения во время рабочей эксплуатации. Некоторые системы охлаждают существенно ниже комнатной температуры с помощью жидкого азота для полного прекращения остаточного газовыделения и одновременно создания эффекта криогенной откачки системы.

Откачка и атмосферное давление[править | править код]

Газы вообще нельзя вытолкнуть, поэтому вакуум не может быть создан всасыванием. Всасывание может распространить и разбавить вакуум, позволяя высокому давлению вводить в него газы, но, прежде чем всасывание может произойти, необходимо вакуум создать. Самый простой способ создать искусственный вакуум — расширить объем камеры. Например, мышца диафрагмы расширяет грудную полость, что приводит к увеличению объема легких. Это расширение уменьшает давление и создает низкий вакуум, который вскоре заполняется воздухом, нагнетаемым атмосферным давлением.

Чтобы продолжать опустошение камеры бесконечно, не используя постоянно её увеличение, вакуумирующий её отсек может быть закрыт, продут, расширен снова, и так много раз. Это принцип работы насосов с принудительным вытеснением (газопереносных), например, ручной водяной насос. Внутри насоса механизм расширяет небольшую герметичную полость для создания вакуума. Из-за перепада давления часть жидкости из камеры (или колодца, в нашем примере) вталкивается в маленькую полость насоса. Затем полость насоса герметично закрывается от камеры, открывается в атмосферу и сжимается до минимального размера, выталкивая жидкость.

Приведенное выше объяснение представляет собой простое введение в вакуумирование и не является типичным для всего диапазона используемых насосов. Разработаны много вариаций насосов с принудительным вытеснением, и множество конструкций насосов основаны на радикально других принципах. Насосы передачи импульса, которые имеют некоторое сходство с динамическими насосами, используемыми при более высоких давлениях, могут обеспечить намного более высокое качество вакуума, чем насосы с принудительным вытеснением. Газосвязывающие насосы способные захватывать газы в твердом или поглощенном состоянии, работают часто без движущихся частей, без уплотнений и без вибрации. Ни один из этих насосов не является универсальным; каждый тип имеет серьезные ограничения применения. У всех есть трудности с откачкой газов с малой массой молекул, особенно водорода, гелия и неона.

Самое низкое давление, которое может быть достигнуто в системе, кроме устройства насосов, также зависит от многих факторов. Несколько насосов могут быть соединены последовательно, в так называемые ступени, для достижения более высокого вакуума. Выбор уплотнений, геометрии камеры, материалов и процедур откачки — всё будет иметь эффект. В совокупности всё это называют вакуумной техникой. И иногда, итоговое давление — не единственная существенная характеристика. Насосные системы отличаются масляным загрязнением, вибрацией, избирательной откачкой определенных газов, скоростями откачки, прерывистостью эксплуатации, надежностью или устойчивостью к высоким скоростям натекания.

В системах со сверхвысоким вакуумом необходимо учитывать некоторые очень «странные» пути натекания и источники парения. Неприемлемым источником испарений становится способность к водопоглощению алюминия и палладия, приходится учитывать даже адсорбционную способность твердых металлов, таких как нержавеющая сталь или титан. Некоторые масла и смазки будут кипеть при высоком вакууме. Возможно, придется учитывать проницаемость металлических стенок камер, и направление зёрен металлических фланцев должно быть параллельным торцу фланца.

Самые низкие давления, которые в настоящее время достижимы в лабораторных условиях, составляют около 10^-13 торр (13 пПа). Однако, давления ниже, чем 5×10^-17 торр (6.7 фПа) были косвенно измеряемы криогенной вакуумной системе. Это соответствует ≈100 частиц / см³.

ru.wikipedia.org

Масса Вакуума и Масса Вещества. Феномен Массы в Эфирной Физике — Альтернативный взгляд Salik.biz

Современная официАЛьная физическая наука (сокращенно – АлФизика) ломает голову над феноменом массы и, похоже, окончательно её (голову) сломала. На вопрос, зачем вы строите эти дорогостоящие адронные коллайдеры, алфизики не смущаясь отвечают: да просто…, будем лупить протонами друг об друга, авось что-нибудь вылупим: может бозон Хиггса, откуда ни возьмись, вдруг появится. Точно также их старинные предшественники, алхимики толкли в ступах всякую дрянь в надежде получить чудодейственное снадобье. Ну-ну…, такие средства, да научные бы цели, а то в представлениях о Микромире столько наплодили сущностей – сам Оккам не управится. Вот и приходится помогать Вильяму.

Сейчас попытаюсь объяснить, откуда берётся масса у вещественных объектов.

Для начала разберёмся с тем, как образовалась Вселенная. Сразу уточним: никакой точки сингулярности, в которой, нарушая все мыслимые и немыслимые физические законы и здравый смысл, рвануло непонятно что и почему, не могло быть. Хотя бы по причине невозможности запихнуть Вселенную в эту самую точку. Из сингулярности, кстати, берёт начало миф об антиматерии – надо же как-то увязать с законами сохранения вопрос, как из одной точки появилось столько вещества и энергии. Ведь ещё Михайло Васильевич предупреждал, что ежели где-то, что-то прибыло, то в другом месте обязательно должно столько же убыть или наоборот.

– Придумали! Алеее-ап! Ловко вынули из той же точки аналогичное количество антивещества, и всё, вроде, стало ровно и гладко. Правда, непонятно, толи при аннигиляции приключилась какая-то асимметрия и вещества оказалось больше, толи за три-девять миров должны существовать антимиры из антивещества… Не знаю, мутно оно как-то. Ну а то, что было до Взрыва, говорят, совершенно за пределами нашего разумения (« – подумаешь, бином Ньютона!»). В общем, миф он и есть миф. Короче, слушайте, как было дело.

Итак. Всё реальное бесконечное пространство полностью заполнено эфиром, состоящим из мельчайших эфиронов. Эфироны предельно элементарные, абсолютно упругие материальные шарики, между которыми не может быть никакого сцепления и трения, то есть они являются сверх скользкими, поэтому Эфир – это сверхсыпучий материал – Библейский Прах (порох, порошок). Прав был мудрый Экклезиаст, когда, бывало, говаривал: «всё идёт в одно место: всё произошло из Праха и всё возвратится в Прах» (в переводе на язык физики: всё возникло из Эфира и всё рано или поздно распадётся на эфироны).

В условиях сдавленности эфир обладает качествами твёрдого кристалла. В условиях неравномерного давления сверхсыпучесть проявляется как сверхтекучесть, то есть в этих условиях эфир ведет себя как сверхтекучая жидкость. В условиях отсутствия давления, в свободном состоянии, эфир имеет свойства идеального газа. Всё это вытекает из конечной элементарности эфиронов. В действительности мы можем наблюдать проявление свойств эфира одновременно как твердого тела (световые волны) так и сверхтекучей жидкости (эфировороты галактик, звёзд, планет).

Звёзды и другие небесные тела не несутся в кромешной пустоте, а плывут в потоках «твёрдого» кристаллообразного сдавленного эфира. Немного странное предложение, правда? И как же мы сами двигаемся сквозь плотный эфир и не ощущаем его? – Во-первых, для эфира наши тела не монолит, а совершенно прозрачная структура. Сверхтекучий эфир протекает сквозь нас легче, чем вода через крупноячеистую сеть. Во-вторых, между эфиронами абсолютно нет никакого трения, поэтому сопротивление эфира нашему движению равно нулю. Существующее огромное внешнее эфирное давление и внутри нас, вокруг и внутри каждого нашего атома, поэтому мы его не ощущаем, как и глубоководные рыбы – давление воды, но поддаёмся градиенту эфирного давления – так называемой гравитации.

Самое интересное в этой истории – откуда взялся сам Светоносный Эфир, но об этом в другой раз. Пока рассмотрим, как из него образовался наш вещественный Мир.

Рекламное видео:

Бесчисленные эфироны образуют упругую среду – Эфир, похожий на бесконечный колеблющийся студень. По нему в разных направлениях из одной бесконечности в другую бесконечность движутся мегаволны сдавливания и разрежения. Согласно Закону Сохранения Движений этот процесс не может когда-либо закончиться: движение любого объекта никогда не прекращается, оно может только передаваться: его импульс может расщепиться на несколько, те ещё на множество импульсов, оно может передаваться внутрь объекта его составным частям, повышая температуру. Но импульсы эфиронов могут передаваться только другим эфиронам и не могут передаваться внутрь эфиронов, ведь у них нет составных частей, поэтому их движение будет продолжаться вечно.

Встретившись, две или более мегаволны образуют зону, в которой резко повышается эфирное давление. Гигантские эфирные массы давят друг на друга, что делает эфир в этой зоне перенапряженным. Положение эфирных шариков неустойчивое, при достижении критического давления сверхскользкие эфироны начинают выстреливать во все стороны как сдавленные вишнёвые косточки, ещё больше повышая давление эфира, так как для их движения требуется дополнительное пространство. Этот процесс с положительной обратной связью приводит к лавинообразному росту количества «вишнёвых косточек» (известных как нейтрино) и Колоссальному Взрыву всей зоны повышенного давления. В этом Взрыве образуются всевозможные эфирные вихри и волны, в том числе и устойчивые эфирные структуры (мельчайшие искорки Большого Взрыва): электроны и атомы. Взрывная эфирная Волна с огромной скоростью уходит от эпицентра, чтобы где-то на просторах Эфира встретиться с другими такими же Волнами, что приведёт к новым Взрывам и новым Волнам… Красиво, должен вам сказать, этот Супер-Фейерверк выглядит со Стороны.

— Salik.biz

Так что, наш родной Большой Бум совсем не уникален. Их бесконечное множество было до него, происходит «одновременно» с ним и будет после него (буду рад, если кому-то от этого станет легче). Такая взрывучесть – естественное свойство Эфира, являющееся прямым следствием его структуры. Но кто бы мог подумать, что так называемый «абсолютно пустой» Космический Вакуум – очень мощная взрывчатка, при срабатывании которой из Эфира образуется Вещество. Именно так возник и наш атомарный вещественный Мир. Как же он устроен?

Самый первичный устойчивый эфирный вихрь – триерон состоит из трех эфиронов, вращающихся друг за другом в условиях давления со стороны внешних эфиронов. Отдельный триерон с двумя осевыми эфиронами с боков представляет собой самое мелкое вещественное образование – электрон. Электроны не обладают электрическим зарядом. Под зарядом можно понимать избыточное количество электронов в некотором объекте, создающих повышенное электронное давление, поэтому его следовало бы считать положительным, а не отрицательным, как сейчас.

Множество триеронов, вращающихся вокруг кольцевой оси, образуют так называемый атом. Надо заметить, термин «атом» (неделимый) по смыслу не соответствует обозначаемому объекту, который всё-таки делим. Следует подумать о замене его на другой, например, учитывая его исходную торообразность, на «торон». Других реальных устойчивых вещественных объектов в Микромире нет. Всё остальное – колебания и возмущения эфира или обрывки атомов.

Эфирные вихри атома водорода и электрона

В момент образования любой атом вещества представляет собой торообразную структуру из расположенных по кольцевой оси тора и вращающихся в одном направлении с определённой скоростью триеронов. Такое движение триеронов обеспечивает удержание некоторого объёма абсолютной пустоты. Этот объём является своего рода эквивалентом энергии эфиронов триерона, а весь объём абсолютной пустоты, удерживаемый в атоме – эквивалент энергии эфиронов атома.

Другими словами, вещественные образования характеризуются тем, что удерживают пустоту энергией эфиронов. Это зафиксировано в формуле E = mc2, которая означает, что вещество – это проявление энергии эфира, что оно не состоит из каких-то конечных так называемых элементарных частиц, а является результатом движения эфиронов в торообразных вихрях атомов.

Таким образом, вещества как самостоятельной материальной субстанции не существует. Вещество – это форма проявления эфира, одно из его энергетических состояний. Именно это означает приведённая выше формула. Эфир без энергии, то есть без движения – реальная пустота, физический вакуум, с энергией – то, что мы не совсем правильно привыкли называть материей: вещество и эфирные волны.

Все возникшие при Взрыве Эфира атомы-тороны разного размера имеют форму правильного тора и одинаковые химические свойства – свойства атомов водорода, поэтому их можно назвать атомами первоводорода. Из-за внутреннего напряжения, вызванного малейшим несовпадением скоростей вращения триеронов, тороны стремятся скрутиться в комок эфирного жгута как перекрученная кольцевая резинка. От этого их удерживает эфирное давление. Но с падением эфирного давления наиболее крупные тороны начинают скручиваться, из-за чего меняются их химические свойства. Нигде во Вселенной тяжелые атомы не синтезируются и не синтезировались из других атомов. Все они «превратились» (скрутились) в себя из атомов первоводорода. Чем больше торовый жгут атома, тем сильнее он скручивается и, в конце концов, рвётся – распадается. Сначала из первоводорода образуется первогелий, затем уже из него, последовательно – все остальные первичные химические элементы. Так, что земной атом, например, урана в начале своего существования обладал свойствами атома водорода, как и каждый из существующих ныне атомов. Можно сказать, что все атомы в раннем детстве были атомами первоводорода, то есть независимо от их атомного веса они обладали свойствами водорода, или, другими словами, все существующие атомы – изотопы первоводорода. Таково простое и однотипное устройство элементов Вещества – атомов.

Из вышесказанного следует, что таблица Менделеева определяющая свойства элементов в зависимости от их атомных весов – это не застывшая на вечные времена догма, а характеристика атомов на данном этапе существования Мироздания и по большому счету для данного его (Мироздания) Уголка. Периодический закон определяет свойства химических элементов в зависимости от их атомного веса, а, в конечном итоге, от длины кольцевого жгута торона-атома. Для более ранних этапов существования нашего Мира их химические характеристики были смещены. То есть элементы обладали свойствами более легких атомов. Скажем, современный атом урана был атомом свинца по своим химическим свойствам, только более тяжелым, точнее, более массивным, а до того прошёл множество других воплощений, начиная с первоводорода. В далеком будущем с дальнейшим падением эфирного давления уже атомы современного свинца при той же атомарной массе станут обладать химическими свойствами атомов современного урана.

Теперь уточним, что такое масса атома. Для начала определимся, что инерция – атрибут реального самостоятельного существования объекта. Перефразируя, если что-либо обладает инерционностью, то, оно реально существует в материальном мире как материальный объект. Мерой инерции является масса инерции. Если у объекта Микромира нет массы покоя (инерционности), то это не материальная частица, а возмущение эфира. Все, что инерции не имеет – не существует как самостоятельный объект, а имеет характер процесса, движения того, что инерцию имеет. Так различные фотоны – это просто эфирные волны. Никакого корпускулярно-волнового дуализма элементарных частиц в Микромире нет. Есть эфирная среда и волновые процессы в ней, и есть составляющие эту среду частицы – эфироны, обладающие массой инерции. Можно сказать, что не элементарные частицы, а Эфир имеет корпускулярно-волновую природу.

Единственной реальной элементарной частицей в нашем Мире является Эфирон. Он является материальным объектом, то есть он является квантом материи и обладает определённой инерционностью. Именно эфирон, а не какие-то мифические бозоны, является исключительным носителем массы инерции. Его массу можно рассматривать, как квант массы, меньше которой быть не может и принять за единицу. Поскольку эфироны одинаковы, масса атома определяется количеством эфиронов образующих его. Таким образом, масса и размер эфирона – самые фундаментальные константы Вселенной и, соответственно, Эфирной Физики.

Всё космическое пространство заполнено колоссальной массой Эфира. Можно сказать, что межзвёздное пространство, эфир – это чистая материя, чистая масса без примесей абсолютной пустоты удерживаемой в электронах и атомах. В это трудно поверить, но суммарная масса инерции эфиронов в некотором объеме космического вакуума гораздо больше массы такого же объема, скажем, чугуна. Но в вакууме эфироны никак не связаны друг с другом, между ними абсолютно нет трения, их невозможно ограничить в каком-либо объёме – любая вещественная структура для них абсолютно прозрачна, поэтому почувствовать или измерить физически суммарную массу инерции какой-то области вакуума мы не можем.

Если мы проведём чисто умозрительный эксперимент: склеим супер-пупер-нано-трано клеем все эфироны в некотором объёме вакуума между собой, то получим кусок материала огромной инерционности, большей, чем у любого вещественного объекта такого же объёма. Но, как вы понимаете, склеить эфироны невозможно, их можно связать только в устойчивых вихревых структурах – электронах и атомах.

Таким образом, инерционность вещественных образований – совокупность инерционности эфиронов, связанных в тороны атомов вещества, то есть масса инерции какого-либо объекта определяется единственно суммарной массой (количеством) эфиронов, содержащихся в его атомах и абсолютно не зависит от скорости его движения, как близкой к скорости света, так и далекой от неё в любую сторону. При этом атомы даже одного химического элемента не идентичны друг другу. Их атомные веса могут находиться в некоторых пределах, в которых фигура скрученности жгута примерно одинакова, что определяет их одинаковые химические свойства. Это изотопы химических элементов, и их у каждого элемента – множество.

Теперь рассмотрим, что такое гравитация и как она связана с массой инерции. Ну то, что догмат всемирного тяготения не отражает Реальности, сейчас стало уже всем очевидно. Но, тут уж, извините, тем хуже для Реальности. В научных кругах было принято простое, но суровое решение: загнать эту несуразную, неправильную Вселенную в прокрустово ложе такого красивого и единственно верного закона Ньютона. И пошли кочевать по научной литературе с молчаливого согласия святой инкв…, ой, простите, комиссий по лженаукам тёмная материя и тёмная энергия (ибо «более возлюбили тьму, нежели свет»). Как говорится, no comments, а по-русски – нет слов.

На самом деле гравитации как свойства притягивать вещественные объекты не существует. Существует эфирное выдавливание атомов из более плотных эфирных слоёв в менее плотные.

Почему же чем массивнее тело, тем оно тяжелее? – Исходной, реальной является масса инерции. Так называемая масса гравитации характеризует способность поддаваться эфирному давлению, является производной и возникает прежде всего у электронов и атомов, которые выдавливаются эфиром в направлении максимального падения давления в соответствии с Законом Всемирного Выдавливания. То есть все вещественные объекты поддаются действию гравитации. Объём занимаемый атомами объекта можно условно назвать его массой гравитации. Масса инерции и масса гравитации вещественных объектов связаны друг с другом, поскольку объем, занимаемый атомом, определяется длиной жгута его эфирного тора, то есть, в конечном счёте, количеством инерционных эфиронов в атоме.

Для окончательного уяснения сути масс инерции и гравитации проведём второй умозрительный эксперимент: возьмём две одинаковые полые ёмкости из недеформируемого чудо-материала непроницаемого как для вещества, так и для эфира. Одну из них наполним в глубоком космосе эфиром и запаяем, из второй чудо-насосом выкачаем не только воздух, но и эфир, оставив в ней абсолютную пустоту и тоже запаяем. Понятно, что масса инерции первой ёмкости заполненной эфиронами будет огромной, масса второй – очень маленькой, точнее, определяемой только инерционностью оболочки. А вот вес их будет равным. Этот очень странный на первый взгляд результат определяется тем, что силы выдавливания (выталкивания), действующие на ёмкости, как вещественная, так и эфирная, в одних и тех же условиях взвешивания определяются только объёмом этих ёмкостей, занимаемым ими в окружающих средах, вещественной и эфирной.

А почему же стальной шар в воде тонет, а такой же по размерам деревянный – всплывает? – Выталкивающая сила воды, действующая на шары одинакова и определяется их геометрическими объёмами, а вот выталкивающая сила эфира определяется реальным объёмом, занимаемом атомами этих шаров. И этот объём (на много порядков меньший, чем геометрический) для стального шара больше (в нём больше атомов, они плотнее размещены и крупнее), чем для деревянного. Соответственно, выдавливающая сила эфира, действующая на него больше, поэтому стальной шар тяжелее. Для рассматриваемых нами гипотетических чудо-ёмкостей, объём занимаемый ими будет одинаковым, равным геометрическому, не только в вещественной среде, но и в эфирной среде (что и является их гравитационной массой), поэтому и весить они будут одинаково.

Таков механизм действия гравитации. Создаёт же гравитацию процесс распада атомов, сопровождающийся излучением энергии (радиации), то есть высвобождением пустоты из атомов.

Наиболее мощным источником энергии и соответственно гравитации во Вселенной являются сияющие звёзды. Они излучают огромное количество энергии (пустоты) за счёт сжигания своего вещества, которое замещается прилегающим эфиром. Звёзды являются эфирофагами (эфироглотами) – поглотителями окружающего эфира, благодаря чему создаётся падение эфирного давления – гравитация. Однако любое тело создаёт гравитацию, определяемую его излучением энергии-пустоты. Поскольку излучение энергии в той или иной степени присуще практически всем объектам, можно допустить, что именно это вводило в заблуждение Ньютона, Кавендиша и их последователей, считавших, что тела притягиваются только за счёт наличия у них массы. Напомню, что все реальные вещественные объекты (любой кирпич) радиоактивны, и то, что эта радиоактивность не превышает так называемое естественное значение, совсем не означает, что её недостаточно для создания гравитации, проявляемой на крутильных весах.

Подытоживая, скажем: всё, что нас окружает и мы сами, в конечном итоге состоит из эфиронов. Обеспечивает существование вещественного Мира эфирное давление. Даже видеть мы можем только ту часть Мироздания, в которой это давление позволяет распространяться световым эфирным волнам. Но оно постепенно ослабевает: с распадом атомов удерживаемая ими пустота заполняется эфиром, и его давление соответственно падает. Это приводит к распаду всё более легких атомов до тех пор, пока они полностью не распадутся на эфироны, излучив всю их энергию.

Как видите, кроме эфиронов в Мире нет ничего стабильного, остальное – производно. И скорость света непостоянна – она уменьшается с падением эфирного давления, и свойства атомов и их периоды полураспадов также зависят от изменений эфирного давления. Сколько времени существует наша Вселенная? – тоже бессмысленный вопрос. Для ответа на него не на что опереться, нет процессов, которые продолжались бы неизменно от начала Взрыва. Поэтому, известное выражение, что в мире есть только движущаяся материя, следует уточнить: в мире нет ничего кроме движущегося эфира. Такова подлинная единая картина устройства Мироздания и другой она попросту быть не может.

P.S. Алфизикам следует иметь в виду, что отвергая Эфир они отвергают Всё. Им остаётся лишь сочинять математические заклинания, прикрываясь лукавой отмазкой, что де задача науки не познание Истины, а построение неких моделей, более или менее адекватно отражающих объективную реальность.

Буков Александр Анатольевич. Контакт с автором: [email protected]

salik.biz

Поляризация вакуума — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 мая 2018; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 мая 2018; проверки требует 1 правка. У этого термина существуют и другие значения, см. Поляризация.

Поляризация вакуума — совокупность виртуальных процессов рождения и аннигиляции пар частиц в вакууме, обусловленных квантовыми флуктуациями. Эти процессы формируют нижнее (вакуумное) состояние систем взаимодействующих квантовых полей.

Диаграмма Фейнмана для процесса поляризации вакуума (однопетлевое приближение). Виртуальная петля

В отличие от абстрактного (математического) вакуума, фиксируемого приборами, который представляется абсолютной пустотой, реальный (физический) вакуум является пустым только «в среднем». Однако, как бы хорошо мы ни опустошили и ни экранировали определённую область пространства, в ней, в силу принципа неопределённости могут существовать виртуальные частицы. В том числе, возможно даже рождение заряженных частиц в паре со своей античастицей — это так называемая, виртуальная петля на диаграмме Фейнмана. Петля может существовать очень короткое время, в пределах квантовой неопределённости δt≈ℏ/δE{\displaystyle \delta t\approx \hbar /\delta E}, чтобы не нарушать закон сохранения энергии. Но если на вакуум воздействует внешнее поле, то за счёт его энергии возможно рождение реальных частиц. Взаимодействие частиц с вакуумом приводит к изменению массы и заряда частиц.^[1]

Поляризация вакуума и квантовая электродинамика[править | править код]

Поляризация вакуума в квантовой электродинамике заключается в образовании виртуальных электронно-позитронных (а также мюон-антимюонных и таон-антитаонных) пар из вакуума под влиянием электромагнитного поля. Поляризация вакуума приводит к радиационным поправкам к законам квантовой электродинамики и к взаимодействию нейтральных частиц с электромагнитным полем.^[2][3]

Поляризация вакуума и квантовая хромодинамика[править | править код]

Поляризация вакуума глюонами в квантовой хромодинамике приводит к антиэкранировке цветового заряда и ненаблюдаемости свободных кварков.^[4].

На сверхмалых расстояниях (10−33{\displaystyle 10^{-33}} см) возникает связь квантовых эффектов с гравитационными. Сверхтяжелые виртуальные частицы создают вокруг себя заметное гравитационное поле, которое начинает искажать геометрию пространства. Массы таких частиц m≈ℏcg{\displaystyle m\approx {\sqrt {\frac {\hbar c}{g}}}}, примерно 1019{\displaystyle 10^{19}} ГэВ/c² (планковская масса), длина волны λ≈ℏmc{\displaystyle \lambda \approx {\frac {\hbar }{mc}}}, примерно 10−33{\displaystyle 10^{-33}} см (планковская длина)^[1]. Предполагается, что процессы гравитационной поляризации вакуума играют важную роль в космологии^[5].

С другой стороны, вполне возможно, что на таких расстояниях традиционные представления о пространстве и времени (и, в том числе, о поляризации вакуума) становятся совершенно неприменимыми, и привычный квантовополевой подход перестаёт быть адекватным, уступая место теориям квантовой гравитации, основанным на выявлении необычных геометрических и топологических свойств квантованного пространства-времени, таким, как М-теория, петлевая квантовая гравитация и причинная динамическая триангуляция.

Явления, обусловленные поляризацией вакуума[править | править код]

1. ↑ ^{1 2} «Физика от А до Я» / Сост. В. А. Чуянов, 4-ое изд., испр., М., ОАО Издательство «Педагогика-Пресс», ООО Издательский дом «Современная педагогика», 2003, ISBN 5-7155-0790-1 (ОАО Издательство «Педагогика-Пресс»), ISBN 5-94054-026-0 (ООО Издательский дом «Современная педагогика»), УДК 087.5:53, ББК 22.3я2, Ф 50, ст. «Вакуум физический», с. 49-51;
2. ↑ Окунь Л. Б. «Физика элементарных частиц», изд. 3-е, М., «Едиториал УРСС», 2005, ISBN 5-354-01085-3, ББК 22.382 22.315 22.3о, гл. 2 «Гравитация. Электродинамика», «Поляризация вакуума», с. 26-27;
3. ↑ «Физика микромира», Маленькая энциклопедия. гл. ред. Д. В. Ширков, М., «Советская энциклопедия», 1980, 528 с., илл., 530.1(03), Ф50, ст. «Поляризация вакуума», авт. ст. Д. В. Ширков, стр. 496;
4. ↑ Окунь Л. Б. «Физика элементарных частиц», изд. 3-е, М., «Едиториал УРСС», 2005, ISBN 5-354-01085-3, ББК 22.382 22.315 22.3о, гл. 3 «Сильное взаимодействие», «Асимптотическая свобода и конфайнмент», с. 45-47;
5. ↑ Я. Б. Зельдович «Теория вакуума, быть может, решает загадку космологии», Успехи физических наук, т. 133, вып. 3, 1981, март, с. 479—503

ru.wikipedia.org

Абсолютный вакуум и атмосферное давление

Согласно определению в физике, концепция «вакуума» предполагает отсутствие какого-либо вещества и элементов материи в определенном пространстве, в этом случае говорят об абсолютном вакууме. Частичный же вакуум наблюдается тогда, когда плотность находящегося вещества в данном месте пространства является низкой. Рассмотрим подробнее этот вопрос в статье.

Вакуум и давление

В определении концепции «абсолютный вакуум» речь идет о плотности вещества. Из физики же известно, что если рассматривается газообразная материя, то плотность вещества является прямо пропорциональной величиной давлению. В свою очередь, когда говорят о частичном вакууме, то подразумевают, что плотность частиц материи в данном пространстве меньше, чем таковая для воздуха при нормальном атмосферном давлении. Именно поэтому вопрос вакуума — это вопрос давления в рассматриваемой системе.

В физике абсолютное давление — это величина, равная отношению силы (измеряется в ньютонах (Н)), которая перпендикулярно приложена к некоторой поверхности, к площади этой поверхности (измеряется в квадратных метрах), то есть P = F/S, где P — давление, F — сила, S — площадь поверхности. Единицей измерения давления является паскаль (Па), получается, что 1 [Па] = 1 [Н]/ 1 [м²].

Частичный вакуум

Экспериментально установлено, что при температуре 20 °C на поверхности Земли на уровне моря атмосферное давление составляет 101 325 Па. Это давление получило название 1-й атмосферы (атм.). Приблизительно можно сказать, что давление в 1 атм. равняется 0,1 МПа. Отвечая на вопрос о том, сколько атмосфер в 1 паскале, составляем соответствующую пропорцию и получаем, что 1 Па = 10^-5 атм. Частичный вакуум соответствует любому давлению в рассматриваемом пространстве, которое меньше 1 атм.

Если переводить указанные цифры с языка давлений на язык количества частиц, тогда следует сказать, что при 1 атм. в 1 м³ воздуха содержится приблизительно 10²⁵ молекул. Любое уменьшение названной концентрации молекул приводит к образованию частичного вакуума.

Измерение вакуума

Самым распространенным прибором для измерения небольшого вакуума является обычный барометр, который можно использовать только для случаев, когда давление газа составляет несколько десятков процентов от атмосферного.

Для измерения более высоких значений вакуума используют электрическую схему с мостом Уитстона. Идея использования заключается в измерении сопротивления чувствительного элемента, которое зависит от окружающей его концентрации молекул в газе. Чем больше эта концентрация, тем больше молекул ударяются о чувствительный элемент, и тем больше тепла он им передает, это приводит к уменьшению температуры элемента, которая влияет на его электрическое сопротивление. Этим прибором удается измерять вакуум с давлениями в 0,001 атм.

Историческая справка

Интересно отметить, что понятие «абсолютный вакуум» полностью отвергалось известными древнегреческими философами, например Аристотелем. Кроме того, о существовании атмосферного давления не было известно до начала XVII века. Только с приходом Нового времени начали проводиться эксперименты с трубками, наполненными водой и ртутью, которые показали, что земная атмосфера оказывает давление на все окружающие тела. В частности, в 1648 году Блез Паскаль смог измерить с помощью ртутного барометра давление на высоте 1000 метров над уровнем моря. Измеренное значение оказалось намного меньшим, чем на уровне моря, тем самым ученый доказал существование атмосферного давления.

Впервые эксперимент, который явно продемонстрировал силу атмосферного давления, а также подчеркнул концепцию вакуума, был проведен в Германии в 1654 году, в настоящее время он известен под названием «эксперимент с магдебургскими сферами». В 1654 году немецкий физик Отто фон Герике смог плотно соединить две металлические полусферы диаметром всего 30 см, а затем выкачал из полученной конструкции воздух, создав тем самым частичный вакуум. История повествует, что две упряжки по 8 лошадей в каждой, которые тянули в противоположные стороны, не смогли разъединить эти сферы.

Абсолютный вакуум: существует ли он?

Иными словами, существует ли место в пространстве, которое бы не содержало никакой материи. Современные технологии позволяют создать вакуум 10^-10 Па и даже меньше, однако это абсолютное давление не означает, что в рассматриваемой системе не остается частиц материи.

Обратимся теперь к самому пустому пространству во Вселенной — к открытому космосу. Какое давление в вакууме космоса? Давление в космическом пространстве вокруг Земли составляет 10^-8 Па, при этом давлении существует около 2 млн молекул в объеме 1 см³. Если говорить о межгалактическом пространстве, то по оценкам ученых даже в нем существует как минимум 1 атом в объеме 1 см³. Более того, наша Вселенная пронизана электромагнитным излучением, носителями которого являются фотоны. Электромагнитное излучение — это энергия, которую можно перевести в соответствующую массу по знаменитой формуле Эйнштейна (E = m*c²), то есть энергия, наряду с веществом, является состояние материи. Отсюда следует вывод, что абсолютного вакуума в известной нам Вселенной не существует.

fb.ru

Плотность вакуума

По наблюдательным данным о сверхновых (а также и по данным других космологических измерений, ставших возможными вскоре после наблюдений космологических сверхновых) плотность

энергии космического вакуума составляет величину

(2.19)

Здесь плотность дана в граммах на кубический сантиметр, т. е. это плотность массы. С плотностью энергии плотность массы связана знаменитым соотношением Эйнштейна E = Mc2, так что плотность энергии вакуума есть рус2. Далее в этом разделе мы будем пользоваться для плотности вакуума (а далее и для плотности других космических сред) единицами массы в единице объема.

Плотность вакуума, как мы видим, очень малая величина — по сравнению с теми плотностями, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни. Она, например, почти на 30 порядков величины меньше плотности воды (при «нормальных условиях»). Но для космологии это весьма значительная величина: плотность энергии вакуума, как оказалось, превышает суммарную плотность энергии всех остальных видов космической среды.

Значение космических плотностей удобно еще выражать и в относительных единицах — в виде отношения к (уже упоминавшейся в § 1.1 первой главы) критической плотности (1.13)

(2.20)

Здесь H0 — 72 ± 15 км/(с • Мпк) есть современное (т. е. для нынешней эпохи эволюции мира) значение постоянной Хаббла. Критическая плотность в современную эпоху

(2.21)

если оценивать ее по «центральному» значению H = 72 км/(с- Мпс). Здесь to — 14 ± 1 млрд лет — современный возраст мира, т. е. время, протекшее от начала космологического расширения. Тогда для относительной плотности вакуума находим:

(2.22)

Это тоже «центральное» значение, а все реально возможные значения относительной плотности вакуума заключены в пределах от 0,6 до 0,8.

Впервые найденное по сверхновым, значение вакуумной плотности подтверждается всей совокупностью имеющихся сведений

о возрасте самых старых звезд Галактики, о формировании крупномасштабной структуры и особенно об анизотропии реликтового излучения в комбинации с данными о динамике богатых скоплений галактик.

Замечательно, что по поводу приведенных здесь цифр в космологическом сообществе установилось небывалое до того почти всеобщее единодушие и согласие, которое — ввиду уникальности явления — получило специальное название: космический конкорданс. В одном только пункте конкорданс не полон; одни считают, что открыт именно вакуум, тогда как другие предпочитают иную интерпретацию, предполагая, что космологическое ускорение создается не вакуумом, а какой-либо другой, неизвестной до сих пор формой энергии (см. §3 этой главы).

 

 

www.himikatus.ru

Вакуум — Большая советская энциклопедия

I

Ва́куум (от лат. vacuum — пустота)

состояние газа при давлениях значительно ниже атмосферного. Понятие В. применяется обычно к газу, заполняющему ограниченный объём, но нередко его относят и к газу, находящемуся в свободном пространстве, например в космосе. Поведение газа в вакуумных устройствах определяется соотношением между длиной свободного пробега (См. Длина свободного пробега) λ молекул (или атомов) и размером d, характерным для данного прибора или процесса. Такими размерами могут быть, например, расстояние между стенками вакуумного объёма, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами электровакуумного прибора и т.п. В зависимости от соотношения λ и d различают: низкий В. (λ << d), cpeдний В. (λ ~ d), и высокий В. (λ << d).

В вакуумных установках и приборах размером d ~ 10 см низкому В. соответствует область давлений выше 10²н/м² (1 мм рт. ст.), среднему В. — от 10² до 10^-1н/м² (от 1 до 10^-3мм рт. ст.) и высокому В. — ниже 0,1 н/м² (10^-8мм рт. ст.). Область давлений ниже 10^-6н/м² (10^-8мм рт. cm.) называют сверхвысоким В. Однако, например, в порах или каналах диаметром d ~ 1 мкм поведение газа соответствует высокому В. при давлениях, начиная с 10³н/м² (десятки мм рт. ст.), а в камерах для имитации космического пространства, размеры которых достигают десятков метров, границей между средним и высоким В. считают давления 10^-3н/м² (10^-5мм рт. ст.).

Наиболее высокая степень В., достигаемая существующими методами, соответствует давлениям 10^-13—10^-14н/м² (10^-15—10^-16мм рт. ст.). При этом в 1 см³ объёма остаётся всего несколько десятков молекул. Достигаемая степень разрежения определяется равновесием между скоростью откачки газа и скоростью его поступления в откачиваемый объём. Поступление может происходить за счёт проникновения газа в вакуумную камеру извне через микроскопические отверстия (течи), а также в результате выделения газа, адсорбированного стенками или растворённого в них (см. Адсорбция).

Свойства газа в условиях низкого В. определяются частыми столкновениями молекул газа друг с другом, сопровождающимися обменом энергией между ними. Такой газ обладает внутренним трением (см. Вязкость). Его течение подчиняется законам аэродинамики (см. Аэродинамика разреженных газов). Явления переноса (электропроводность, теплопроводность, внутреннее трение, диффузия) в условиях низкого В. характеризуются плавным изменением или постоянством градиента переносимой величины. Например, температура газа в пространстве между «горячей» и «холодной» стенками в низком В. изменяется постепенно. При этом переносимое количество тепла (Теплопроводность) или вещества (Диффузия) не зависит от давления. Если газ находится в двух сообщающихся сосудах при различных температурах, то при равновесии давления в этих сосудах равны. При прохождении тока в низком В. определяющую роль играет ионизация молекул газа (см. Электрический разряд в газе (См. Электрический разряд в газах), Ионизация).

В высоком В. свойства газа определяются только столкновениями его молекул со стенками. Столкновения молекул друг с другом происходят редко и играют второстепенную роль. Движение молекул между стенками происходит прямолинейно (молекулярный режим течения газа). Явления переноса характеризуются возникновением скачка градиента переносимой величины на стенках; например, во всём пространстве между горячей и холодной стенками примерно половина молекул имеет скорость, соответствующую температуре холодной стенки, а другая половина — скорость, соответствующую температуре горячей стенки, т. е. средняя температура газа во всём объёме одинакова и отлична от температуры как горячей, так и холодной стенок. Количество переносимого тепла, вещества и т.д. прямо пропорционально давлению газа. Давление газа, находящегося в сообщающихся сосудах, p₁ и p₂ при различных абсолютных температурах T₁ и T₂ определяется соотношением:

Прохождение тока в высоком В. возможно только в результате испускания (эмиссии) электронов и ионов электродами (см. Термоэлектронная эмиссия. Туннельная эмиссия. Вторичная электронная эмиссия, Фотоэлектронная эмиссия, Ионная эмиссия). Ионизация молекул газа здесь играет второстепенную роль. Она существенна в тех случаях, когда длина свободного пробега заряженных частиц искусственно увеличивается и становится значительно больше расстояния между электродами (см., например, Магнетрон, Магнитный электроразрядный манометр (См. Манометр)), или при их колебательном движении вокруг какого-либо электрода (см. Клистрон, Ионизационный манометр).

Свойства газа в среднем В. являются промежуточными между его свойствами в низком и высоком В.

Особенности сверхвысокого В. связаны уже не с соударениями частиц, а с др. процессами на поверхностях твёрдых тел, находящихся в В. Поверхность любого тела всегда покрыта тонким слоем газа, который может быть удалён нагревом (обезгаживание). После этого поверхностные свойства тел резко изменяются: сильно увеличивается коэффициент трения, в ряде случаев становится возможной сварка материалов даже при комнатной температуре и т.д. Удалённый слои газа постепенно восстанавливается в результате адсорбции молекул газа, бомбардирующих поверхность, что сопровождается изменением её поверхностных свойств. Для изменения этих свойств достаточно образования мономолекулярного слоя газа. Время t, необходимое для образования такого слоя в В., обратно пропорционально давлению. При давлении p = 10^-4н/м² (10^-6мм рт. ст.) t = 1 сек, при др. давлениях время t (сек) может оцениваться по формуле: t = 10^-6_*р, где р — давление в мм рт. ст. (или по формуле t = 10^-4_*р), где р — давление в н/м². Эти формулы справедливы, если каждая молекула газа, ударяющаяся о поверхность, остаётся на ней (так называемый коэффициент захвата равен 1). В ряде случаев коэффициент захвата меньше 1 и тогда время образования мономолекулярного слоя соответственно увеличивается. При р < 10^-6н/м² (10^-8мм рт. ст.) образование мономолекулярного слоя газа происходит за время, превышающее несколько мин. Сверхвысокий В. определяется как такой В., в котором за время наблюдения не происходит существенного изменения свойств поверхности (первоначально свободной от газа) вследствие её взаимодействия с молекулами газа. О получении и применении В. см. Вакуумная техника, об измерении В. — Вакуумметрия.

Лит. см. при ст. Вакуумная техника.

А. М. Родин.

II

Ва́куум

физический, среда, в которой нет частиц вещества или поля. В технике В. называют среду, в которой содержится «очень мало» частиц; чем меньше частиц находится в единице объёма такой среды, тем более высок В. Однако полный В. — среда, в которой совсем нет частиц, вовсе не есть лишённое всяких свойств «ничто». Отсутствие частиц в физической системе не означает, что она «абсолютно пуста» и в ней ничего не происходит.

Современное понятие В. оформилось в рамках квантовой теории поля (См. Квантовая теория поля). В микромире, который описывается квантовой теорией, имеет место Корпускулярно-волновой дуализм: любые частицы (молекулы, атомы, элементарные частицы) обладают некоторыми волновыми свойствами и любым волнам присущи некоторые свойства частиц (корпускул). В квантовой теории поля все частицы, в том числе и «корпускулы» световых волн, фотоны, выступают на одинаковых основаниях — как кванты соответствующих им физических полей: фотон — квант электромагнитного поля; электрон и позитрон — кванты электронно-позитронного поля; мезоны — кванты мезонного, или ядерного, поля и т.д. С каждым квантом связаны присущие частицам физические величины: масса, энергия, количество движения (импульс), электрический заряд, Спин и др. Состояние системы и её физические характеристики полностью определяются числом составляющих её частиц — квантов — и их индивидуальными состояниями. В частности, у любой квантовой системы имеется вакуумное состояние, в котором она вовсе не содержит частиц (квантов). В таком состоянии энергия системы принимает наименьшее из возможных значений, а её заряд, спин и прочие характеризующие систему Квантовые числа равны нулю. Эти факты интуитивно понятны: поскольку в вакуумном состоянии нет материальных носителей физических свойств, то, казалось бы, для такого состояния значения всех физических величин должны равняться нулю. Но в квантовой теории действует принцип неопределённостей (см. Неопределённостей соотношение), согласно которому только часть относящихся к системе физических величин может иметь одновременно точные значения; остальные величины оказываются неопределёнными. (Так, точное задание импульса частицы влечёт за собой полную неопределённость её координаты.) Поэтому во всякой квантовой системе не могут одновременно точно равняться нулю все физические величины.

К величинам, которые не могут быть одновременно точно заданы, относятся, например, число фотонов и напряжённость электрического (или магнитного) поля: строгая фиксация числа фотонов приводит к разбросу (флуктуациям) в величине напряжённости электрического поля относительно некоторого среднего значения (и наоборот). Если число фотонов в системе в точности равно нулю (вакуумное состояние электромагнитного поля), то напряжённость электрического поля не имеет определённого значения: поле всё время будет испытывать флуктуации, хотя среднее (наблюдаемое) значение напряжённости будет равно нулю. Таким флуктуациям подвержены и все другие физические поля — электронно-позитронное, мезонное и т.д.

В квантовой теории поля флуктуации интерпретируются как рождение и уничтожение виртуальных частиц (См. Виртуальные частицы) (то есть частиц, которые непрерывно рождаются и сразу же уничтожаются), или виртуальных квантов данного поля. Наличие флуктуаций не сказывается на значениях полного электрического заряда, спина и др. характеристик системы, которые, как уже говорилось, равны нулю в состоянии В. Однако виртуальные частицы точно так же участвуют во взаимодействиях, как и реальные. Например, виртуальный фотон способен породить виртуальную пару электрон-позитрон, аналогично рождению реальным фотоном реальной электрон-позитронной пары (см. Аннигиляция и рождение пар). Благодаря флуктуациям В. приобретает особые свойства, проявляющиеся в наблюдаемых эффектах, и, следовательно, состояние В. обладает всеми правами «настоящих» физических состояний.

Рассмотрим систему, состоящую только из одного реального электрона. Реальных фотонов в такой системе нет, но флуктуации фотонного В. (этот термин и означает отсутствие реальных фотонов) приводят к возникновению «облака» виртуальных фотонов возле этого электрона, а вслед за ними — виртуальных пар электрон-позитрон. Такие пары проявляют себя подобно связанным зарядам в диэлектрике: под действием кулоновского поля реального электрона они поляризуются и экранируют (то есть эффективно уменьшают) заряд электрона. По аналогии с диэлектриком, эффект экранирования заряда виртуальными частицами называется поляризацией вакуума.

В результате поляризации В электрическое поле заряженной частицы на малых расстояниях от неё слегка отличается от кулоновского. Из-за этого, например, смещаются энергетические уровни ближайших к ядру электронов в атоме (см. Сдвиг уровней). Поляризация В. влияет и на поведение заряженных частиц в магнитном поле. Характеризующий это поведение магнитный момент частицы в итоге отличается от своего «нормального» значения, определяемого массой и спином частицы (см. Магнетон). Поправки как к уровням энергии, так и к магнитному моменту, составляют доли процента, и теоретически вычисленные значения с очень высокой точностью согласуются с измеренными на опыте.

Лит. см. при ст. Квантовая теория поля.

В. П. Павлов.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

---

Значения в других словарях

1. ВАКУУМ — (от лат. vacuum — пустота), состояние газа при давлении меньше атмосферного. Понятие «В.» применяется к газу в замкнутом или откачиваемом сосуде, но нередко распространяется и на газ в свободном пр-ве, напр. к космосу. Степень… Физический энциклопедический словарь
2. вакуум — вакуум м. 1. Состояние газа при давлении значительно ниже атмосферного. || Среда, содержащая сильно разреженный газ. 2. перен. Пустота, возникшая в результате утраты чего-либо. 3. перен. Отсутствие или недостаточность кого-либо или чего-либо нужного, важного, обязательного. Толковый словарь Ефремовой
3. вакуум — ВАКУУМ, а, м. 1. Состояние сильно разреженного газа при низком давлении (спец.). 2. перен. Полное отсутствие, острый недостаток чего-н. (книжн.). Духовный в. (моральная опустошённость). | прил. вакуумный, ая, ое (к 1 знач.). Толковый словарь Ожегова
4. вакуум — сущ., кол-во синонимов: 6 монжюс 9 недостаток 78 отсутствие 32 пустое пространство 2 пустота 68 форвакуум 2 Словарь синонимов русского языка
5. вакуум — Вакуум, вакуумы, вакуума, вакуумов, вакууму, вакуумам, вакуум, вакуумы, вакуумом, вакуумами, вакууме, вакуумах Грамматический словарь Зализняка
6. вакуум — Ва́куум/. Морфемно-орфографический словарь
7. вакуум — В’АКУУМ, вакуума, ·муж. (·лат. vacuum — пустое) (тех.). Состояние сильно разреженного воздуха внутри закрытого непроницаемого резервуара. В радиолампе вакуум достигает одной миллиардной доли атмосферы. Толковый словарь Ушакова
8. вакуум — ВАКУУМ -а; м. [от лат. vacuum — пустота] 1. Физ., техн. Состояние сильно разрежённого газа при давлении ниже атмосферного. Сверхвысокий в. 2. чего и с опр. Полное отсутствие, недостаток чего-л.; пустота. В. власти. В. идей. Духовный в. ◁ Вакуумный, -ая, -ое (1 зн.). В. манометр. В-ая плавка. Толковый словарь Кузнецова
9. вакуум — ВАКУУМ (от лат. vacuum — пустота) состояние газа при давлениях значительно ниже атмосферного. В разл. установках и устройствах низкому… Химическая энциклопедия
10. вакуум — орф. вакуум, -а Орфографический словарь Лопатина
11. вакуум — (Лат.) Эзотерически — символ абсолютного Божества или Безграничного Пространства. Теософский словарь
12. вакуум — Заимствование из латинского, где vacuum означает «пустота». Этимологический словарь Крылова
13. вакуум — -а, м. физ., тех. Состояние заключенного в сосуд газа, имеющего давление значительно ниже атмосферного. [От лат. vacuum — пустота] Малый академический словарь
14. ВАКУУМ — ВАКУУМ, область чрезвычайно низкого давления. В межзвездном пространстве царит высокий вакуум, со средней плотностью менее 1 молекулы на кубический сантиметр. Самый разреженный вакуум, созданный человеком, — менее 100000 молекул на кубический сантиметр. Научно-технический словарь
15. вакуум — Вакуума, м. [латин. vacuum – пустое] (тех.). Состояние сильно разреженного воздуха внутри закрытого непроницаемого резервуара. Большой словарь иностранных слов
16. ВАКУУМ — ВАКУУМ (от лат. vacuum — пустота) — состояние газа при давлениях p, более низких, чем атмосферное. Различают низкий вакуум (в вакуумных приборах и установках ему соответствует область давлений p выше 100 Па) — средний (0,1 Па < p &lt… Большой энциклопедический словарь

gufo.me

Единицы измерения вакуума. Основные параметры насосов

При подборе вакуумного насоса наши партнеры часто используют специфические единицы измерения производительности и остаточного давления насосов.

Так кому-то привычней оперировать литрами в секунду, кому-то кубическими метрами в час или минуту. Кто-то привык измерять давление в атмосферах, а кому-то привычней милливольты, Паскали или Бары.

Специалисты «СЛЭМЗ» составили таблицы основных показателей вакуумных насосов АВЗ, водокольцевых насосов ВВН, пластинчато-роторных НВР: производительность и предельное остаточное давление. Также вы найдете таблицу перевода самых популярных единиц измерения давления.

Производительность или быстродействие вакуумного насоса определяет допустимые объемы, в которых может создаваться паспортное разрежение. Неправильно подобранный по производительности агрегат будет перегреваться, разбрызгивать уплотняющую жидкость, заклинивать либо же просто работать неэффективно.

Остаточное давление принято измерять в Паскалях, Барах, миллиметрах ртутного столба и атмосферах. При работе с аналоговыми вакуумметрами используется условная шкала от нуля до «минус единицы»

Основные параметры АВЗ и НВЗ

Глубина вакуума					Модель	Быстродействие
Паскали	Бары	kgf/cm2	мм. рт. ст.	атмосферы		м3/час	м3/мин	л/с	л/мин
1,1	0.000011	0.000011	0.0083	0.000011	АВЗ-20Д (НВЗ-20)	72	1,2	20	1200
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	АВЗ-63Д	227	3,783	63	3780
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	АВЗ-90	324	5,4	90	5400
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	АВЗ-125Д	450	7,5	125	7500
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	АВЗ-180	648	10,8	180	10800

Производительность и остаточное давление ВВН

Единицы измерения вакуума					Модель	Быстродействие
Паскали	Бары	kgf/cm2	мм. рт. ст.	атмосферы		м3/час	м3/мин	л/с	л/мин
20000	0,2	0,2	200	0,2	ВВН1-0,75	45	0,75	12,5	750
40000	0,4	0,41	300	0,41	ВВН1-1,5	90	1,5	25	1500
40000	0,4	0,41	300	0,41	ВВН1-3	198	3,3	55	3300
40000	0,4	0,41	300	0,41	ВВН1-6	372	6,2	103,3	6198
40000	0,4	0,41	300	0,41	ВВН1-12	720	12	200	12000
40000	0,4	0,41	300	0,41	ВВН1-25	1500	25	416,6	24996
40000	0,4	0,41	300	0,41	ВВН2-50М	3000	50	833,3	49998

 Быстродействие и глубина вакуумных насосов НВР

Давление вакуума в					Модель	Быстродействие
Паскали	Бары	kgf/cm2	мм. рт. ст	атмосферы		м3/час	м3/мин	л/с	л/мин
1,1	0.000011	0.000011	0.0083	0.000011	3НВР-1Д (НВР-1,25)	4,5	0,075	1,25	75
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	2НВР-5ДМ	19,6	0,3267	5,5	330
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	НВР-16ДМ	60	1	16,6	996
6,7	0.000067	0.000068	0,05	0.000068	2НВР-90Д	90	1,5	25	1500

Таблица перевода единиц измерения вакуума (давления)

Таблица соответствия единиц измерения глубины вакуума помогает быстрее переводить паспортные показатели насосов в привычные Вам единицы измерения: Паскали в Бары, Атмосферы либо кгс/см²

Единицы измерения глубины вакуума	Перевести в:
	Паскаль	МПа	Бар	Атмосфера	мм рт. ст.	м. в.ст.	кгс/см2
Паскали, Па (Н/м2)		1*10-6	10-5	9.87*10-6	0.0075	10-4	1.02*10-5
Мегапаскали, МПа	1*106		10	9.87	7.5*103	102	10.2
Бары	105	0,1		0.987	750	10.197	1.0197
Атмосферы, АТМ	1.01*105	1.01* 10-1	1.013		759.9	10.332	1.03
Миллиметры ртутного столба	133.3	133.3*10-6	1.33*103	1.32*10-3		0.013	1.36*103
Метры водяного столба	104	10-2	0.097	9.87*10-2	75		0.102
Килограмм-сила на квадратный сантиметр, кгс/см2	9.8*104	9.8*10-2	0.98	0.97	735	10

Теперь вы можете подобрать вакуумный насос под специфику техпроцесса, оперируя производительностью и остаточным давлением в любых единицах измерения.

Если у вас остались вопросы, звоните — менеджеры СЛЭМЗ подробно расскажут об единицах измерения вакуума и помогут с выбором!

vakum.com.ua

No related posts.