O que sabemos sobre o vácuo?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

No sentido mais estrito, o vácuo é uma região do espaço em que a matéria está completamente ausente. Este termo representa o vazio absoluto, e seu principal problema é que ele descreve um estado ideal que não pode existir no mundo real.

Ninguém ainda encontrou uma maneira de criar um vácuo ideal desse tipo em condições terrestres e, por essa razão, o termo também é usado para descrever regiões vazias do espaço. Mas ainda existe um vácuo em áreas que estão um pouco mais próximas do nosso dia a dia. Vamos dizer a você o que é em palavras simples.

Na maioria dos casos, o vácuo é um recipiente do qual todos os gases, incluindo o ar, são removidos o máximo possível. O espaço exterior está de fato mais próximo de um vácuo ideal: os astrônomos acreditam que o espaço entre as estrelas, em alguns casos, consiste em não mais do que um átomo ou molécula por quilômetro cúbico.

Nenhum vácuo produzido na Terra chega nem perto dessa condição.

Para falar sobre o "vácuo da terra", você precisa se lembrar da pressão. A pressão surge do efeito das moléculas de um gás ou líquido em seu ambiente, geralmente as paredes do recipiente que o contém, seja uma garrafa de refrigerante ou seu crânio. A magnitude da pressão depende da força dos golpes que as moléculas "infligem" em um determinado território, e é medida em "newtons por metro quadrado" - esta unidade de medida tem um nome especial "pascal".

A relação entre pressão (p), força (F) e área (A) é determinada pela seguinte equação: p = F / A - aplica-se independentemente de a pressão ser baixa, como, por exemplo, no espaço, ou muito alto, como em sistemas hidráulicos.

Em geral, embora a definição de vácuo seja imprecisa, geralmente se refere à pressão abaixo, e muitas vezes bem abaixo da pressão atmosférica. Um vácuo é criado quando o ar é removido de um espaço fechado, resultando em uma queda de pressão entre esse espaço e a atmosfera circundante.

Se o espaço for limitado por uma superfície móvel, a pressão atmosférica comprimirá suas paredes - a quantidade de força de retenção depende da área da superfície e do nível de vácuo. À medida que mais ar é removido, a queda de pressão aumenta e a força potencial do vácuo também aumenta.

Como é quase impossível remover todas as moléculas de ar do recipiente, é impossível obter um vácuo perfeito.

Em uma escala industrial e doméstica (por exemplo, se você decidir colocar uma jaqueta de inverno em sacos a vácuo), o efeito é obtido usando bombas de vácuo ou geradores de diferentes tamanhos, que removem o ar. Uma bomba de pistão no cilindro é conectada a um recipiente fechado e, a cada curso da bomba, uma parte do gás é removida do cilindro. Quanto mais tempo a bomba funcionar, melhor será o vácuo criado no tanque.

Qualquer pessoa que já evacuou o ar de uma bolsa para guardar roupas, apertou a tampa de um recipiente de plástico para liberar o ar de um recipiente ou colocou latas (e também fez uma massagem a vácuo), encontrou um vácuo em sua vida. Mas, é claro, o exemplo mais comum de seu uso é um aspirador de pó doméstico comum. O ventilador do aspirador de pó remove constantemente o ar do canister, criando um vácuo parcial, e a pressão atmosférica fora do aspirador empurra o ar para o canister, levando consigo poeira e sujeira que é agitada pela escova na frente do aspirador limpador.

Outro exemplo é uma garrafa térmica. Uma garrafa térmica consiste em duas garrafas aninhadas uma na outra, e o espaço entre elas é um vácuo. Na ausência de ar, o calor não passa entre as duas garrafas tão facilmente como faria normalmente. Como resultado, os líquidos quentes dentro do recipiente retêm o calor, enquanto os líquidos frios permanecem frios porque o calor não pode penetrar neles.

Portanto, o nível de vácuo é determinado pela diferença de pressão entre o interior e a atmosfera circundante. Os dois marcos principais em todas essas medições são a pressão atmosférica padrão e o vácuo ideal. Várias unidades podem ser usadas para medir o vácuo, mas a unidade métrica comum é milibar ou mbar. Por sua vez, a pressão atmosférica é medida por um barômetro, que em sua forma mais simples consiste em um tubo vertical evacuado com uma extremidade superior fechada e uma extremidade inferior, localizada em um recipiente com mercúrio aberto para a atmosfera.

A pressão atmosférica atua na superfície exposta do líquido, fazendo com que o mercúrio suba para dentro do tubo. A pressão atmosférica "normal" é a pressão igual ao peso de uma coluna de mercúrio com 760 mm de altura a uma temperatura de 0,0 ° C, latitude 45 ° e nível do mar.

O nível de vácuo pode ser medido com vários tipos de medidores de pressão:

• Manômetro de tubo Bourdon é o dispositivo mais compacto e mais amplamente utilizado - a medição é baseada na deformação de um tubo elástico dobrado quando um vácuo é aplicado à porta do manômetro.

• O analógico eletrônico é Medidor de Vácuo … Vácuo ou pressão desvia um diafragma de metal elástico no sensor, e essa deflexão muda as características elétricas do circuito interconectado - o resultado é um sinal eletrônico que representa o nível de vácuo.

• Manômetro de tubo em U mostra a diferença entre duas pressões. Em sua forma mais simples, esse medidor é um tubo em U transparente cheio até a metade com mercúrio. Quando as duas extremidades do tubo estão na pressão atmosférica, o nível de mercúrio em cada cotovelo é o mesmo. Aplicar vácuo em um lado faz com que o mercúrio suba e caia no outro lado - a diferença de altura entre os dois níveis indica o nível de vácuo.

Nas escalas da maioria dos medidores de pressão, a pressão atmosférica recebe um valor zero, portanto, as medições de vácuo devem ser sempre menores que zero.