Podle definice je vakuum prostor bez hmoty. Ve strojírenství a aplikované fyzice se vakuem rozumí médium obsahující plyn o tlaku výrazně nižším než atmosférický.

Pro názornost se podívejme na příklad, co je vakuum a jak se měří.

Na naší planetě je atmosférický tlak braný jako jedna (jedna atmosféra). Mění se v závislosti na počasí, nadmořské výšce a tak dále, ale nebudeme to brát v úvahu, protože to v našem případě nijak neovlivní koncept vakua. Máme tedy tlak na zemském povrchu rovný 1 atmosféře, vše pod 1 atmosférou bude technické vakuum.

Vezmeme nějakou nádobu a uzavřeme ji vzduchotěsným víkem. Tlak v nádobě bude 1 atmosféra. Pokud začneme z nádoby odčerpávat vzduch, vznikne v ní vakuum, kterému budeme říkat vakuum.

Obrázek obvykle ukazuje 3 nádoby, v levé nádobě je 10 kruhů, nechť se to rovná 1 atmosféře. Pokud odčerpáme polovinu, dostaneme 0,5 atmosféry, pokud odčerpáme více, dostaneme 0,1 atmosféry (toto jsou 3 nádoby, jeden kruh).

Protože v nádobě je pouze jedna atmosféra, teoreticky maximální vakuum, které můžeme získat, je nula atmosfér. Proč teoreticky? Protože je nemožné zachytit absolutně všechny molekuly z nádoby.

Proto v každé nádobě, ve které byl odčerpán vzduch (plyn), vždy nějaké jeho minimální množství zůstává. A toto množství se nazývá zbytkový tlak, tzn. tlak, který zůstává v nádobě po odčerpání plynů z ní.

Existují speciální pumpy, které mohou dosáhnout hlubokého vakua až 0,00001 Pa, ale stále ne na nulu.

V běžném životě je zřídka vyžadováno vakuum pod 0,5 – 10 Pa (0,0005 – 0,0001 atm.).

Existuje několik možností měření vakua v závislosti na volbě referenčního bodu.

Za jednotku se považuje atmosférický tlak, tzn. vše pod atmosférickým tlakem je technické vakuum. Vakuoměrná stupnice od 1,0 atm. do 0 atm.

Atmosférický tlak se považuje za nulový. Tito. vakuum jsou všechna záporná čísla od 0 do -1. Stupnice vakuometru je od 0 do -1.

Takže stupnice mohou být v jiných jednotkách měření, například kPa, mBar a tak dále, ale to vše je podobné jako u stupnic v atmosférách. Ale doporučujeme zakoupit všechny vakuometry se stupnicí kPa (Pa), protože to odpovídá mezinárodnímu systému měření SI.

READ
Jak pochopit, že nádobí je vhodné pro indukční vařič?

Na obrázku jsou vakuometry s různými stupnicemi, ale se stejným podtlakem.

Ze všeho, co bylo řečeno výše, je zřejmé, že velikost vakua nemůže být větší než atmosférický tlak.

Téměř každý den nás kontaktují lidé, kteří chtějí získat vakuum -2, -3 atm atd.

A jsou velmi překvapeni, když zjistí, že to není možné (mimochodem, každý druhý říká, že „vy sám nic nevíte“, „ale se sousedem je to tak“ atd. atd.)

Ve skutečnosti všichni tito lidé chtějí lisovat díly ve vakuu, ale tak, aby tlak na díl byl větší než 1 kg/cm2 (1 atmosféra).

Toho lze dosáhnout zakrytím produktu fólií, odsáváním vzduchu zespodu (v tomto případě v závislosti na vytvořeném vakuu bude maximální tlak 1 kg/cm2 (1 atm=1 kg/cm2)), a poté to vše umístit do autoklávu, ve kterém se vytvoří přetlak. To znamená, že k vytvoření tlaku 2 kg/cm2 stačí vytvořit v autoklávu přetlak 1 atm.

Nyní pár slov o tom, kolik zákazníků měří vakuum:

zapněte pumpu, položte prst (dlaň) na sací otvor vakuové pumpy a ihned udělejte závěr o velikosti vakua.

Obvykle každý opravdu rád porovná sovětskou vývěvu 2NVR-5DM a její analog VE-2100, který nabízíme.

Po takové kontrole vždy říkají to samé – vakuum 2NVR-5DM je vyšší (i když ve skutečnosti obě čerpadla produkují stejné parametry vakua).

Jaký je důvod této reakce? A jako vždy – v neznalosti fyzikálních zákonů a toho, co je obecně tlak.

Malé poučení: tlak „P“ je síla, která působí na určitou plochu, směřující kolmo k této ploše (poměr síly „F“ k ploše „S“), tedy P = F/ S.

Jednoduše řečeno, je to síla rozložená na ploše.

Z tohoto vzorce je vidět, že čím větší je povrch, tím nižší bude tlak. A také síla potřebná ke zvednutí ruky nebo prstu ze vstupu čerpadla je přímo úměrná ploše povrchu (F=P*S).

Průměr sacího otvoru vývěvy 2NVR-5DM je 25 mm (plocha povrchu 78,5 mm2).

Průměr sacího otvoru vývěvy VE-2100 je 6 mm (plocha povrchu 18,8 mm2).

To znamená, že ke zvednutí ruky z otvoru o průměru 25 mm je potřeba síla 4,2krát větší než u otvoru o průměru 6 mm (při stejném tlaku).

READ
Jak zajistit, aby klimatizace foukala jedním směrem?

To je důvod, proč, když se vakuum měří prsty, vzniká takový paradox.

Tlak “P” se v tomto případě vypočítá jako rozdíl mezi atmosférickým tlakem a zbytkovým tlakem v nádobě (tj. vakuem v čerpadle).

Jak vypočítat sílu přitlačení součásti k povrchu?

Velmi jednoduché. Můžete použít vzorec uvedený výše, ale zkusme to vysvětlit jednodušeji.

Řekněme, že potřebujete zjistit, jakou silou lze stlačit díl o rozměrech 10×10 cm, když se pod ním vytvoří vakuum pomocí pumpy VVN 1-0,75.

Odebíráme zbytkový tlak, který tato vývěva řady BBH vytváří.

Konkrétně u tohoto vodního kroužkového čerpadla VVN 1-0,75 je to 0,4 atm.

1 atmosféra se rovná 1 kg/cm2.

Plocha dílu je 100 cm2 (10 cm x 10 cm).

To znamená, že pokud vytvoříte maximální vakuum (tedy tlak na součástku bude 1 atm), pak bude součást stlačena silou 100 kg.

Protože máme vakuum 0,4 atm, tlak bude 0,4×100 = 40 kg.

Ale to je teoreticky, za ideálních podmínek, pokud nedochází k úniku vzduchu atp.

Reálně je potřeba s tím počítat a tlak bude o 20. 40% menší podle typu povrchu, rychlosti čerpání atp.

Nyní pár slov o mechanických vakuometrech.

Tato zařízení indikují zbytkový tlak v rozsahu 0,05. 1 atm.

To znamená, že nebude ukazovat hlubší vakuum (vždy bude ukazovat „0“). Například u jakékoli rotační lamelové vývěvy, jakmile je dosaženo jejího maximálního vakua, mechanický vakuometr vždy zobrazí „0“. Pokud je vyžadováno vizuální zobrazení hodnot zbytkového tlaku, musíte nainstalovat elektronický vakuoměr.

Často k nám přicházejí klienti, kteří tvarují díly ve vakuu (například díly z kompozitních materiálů: uhlíkové vlákno, sklolaminát apod.), je to nutné proto, aby při lisování unikal plyn z pojiva (pryskyřice) a tím se zlepšovaly vlastnosti hotový výrobek, stejně jako díl byl přitlačen do formy fólií, ze které byl odčerpáván vzduch.

Vyvstává otázka: jaké vakuové čerpadlo použít – jednostupňové nebo dvoustupňové?

Většinou si myslí, že když je vakuum dvoustupňového vyšší, díly budou lepší.

Vakuum u dvoustupňového čerpadla je 0,2 Pa a u jednostupňového čerpadla 2 Pa. Zdá se, že vzhledem k tomu, že rozdíl v tlaku je 10krát, bude součást lisována mnohem silněji.

READ
Jak odstranit složitou blokádu?

Ale je to opravdu tak?

1 atm = 100000 1 Pa = 2 kg/cmXNUMX.

To znamená, že rozdíl v tlaku fólie při vakuu 0,2 Pa a 2 Pa bude 0,00018 kg/cm2 (pokud nejste příliš líní, můžete výpočty provést sami).

To znamená, že prakticky žádný rozdíl nebude, protože. zisk 0,18 g upínací síly nezmění počasí.

Pokud odčerpáme vzduch z válce na tlak 0.02 a předpokládejme, že je tam píst, který bude mít sklon k tomuto vypouštěnému prostoru.
A kdybychom na píst připevnili váhu a změřili tuto tažnou sílu, jak silná by byla?
No, vezměme to podmíněně, řekněme, že síla je 10 kg na centimetr čtvereční.
Nyní to zkusíme opačně, vezmeme další válec a stiskneme píst silou 10 kg na centimetr čtvereční, jaký tlak pak vytvoříme v tomto druhém válci? No, řekněme 5 atmosfér.
Sundal jsem tato čísla z hlavy a jsou fiktivní. A pokud měříte opravdu všechno. Pak se síla podtlaku 0.02 bude rovnat jakému přetlaku?

Myslím, že tam bude slušná znatelná síla. Entalpie je schopnost systému usilovat o rovnováhu. Jedná se o schopnost prostředí přivést objekt v něm umístěný na jeho vlastní parametry. Vzduch byl například odčerpáván z balónu. Ve válci se vytvoří „vakuum“ nebo vakuum a válec se ochladí. Vnější prostředí se bude snažit vyrovnat teplotu válce a přivést ji na svou vlastní. A naopak, pokud do válce vtlačíte vzduch, tedy zvýšíte tlak, pak se válec sám ohřeje. To znamená, že jeho teplota vzroste vzhledem k teplotě vnějšího prostředí.Pokud se proces čerpání (evakuace) zastaví, pak vnější prostředí uvede stav válce do svého vlastního a teplota válce bude rovna okolní teplotu. To lze nazvat „termodynamickou rovnováhou“, jak je konkrétně aplikováno na termodynamiku. Ve vztahu k něčemu jinému mohou říci „rovný“. Podstata pojmu entalpie pro jakýkoli systém však zůstává nepojmenována, jde o schopnost systému usilovat o rovnováhu.

Naopak, proces entropie je měřítkem, které odolává touze systému dosáhnout rovnovážného stavu. nebo to může být také nazýváno „mírou nepořádku“.

To znamená, že entropie a entalpie jsou charakteristiky procesů, jeden se snaží vyrovnat rovnováhu a druhý se této touze brání a zavádí míru chaosu.

READ
Jak by se měla televize pověsit na zeď?

Neexistuje žádná „síla vakua“, můj milý ztroskotanci. Atmosférický tlak funguje. ATMOSFÉRICKÝ. Přesněji rozdíl mezi atmosférickým a vnitřním.

Ano, nevím, jak to všechno správně nazvat, ale velmi mě zajímá podstata. Co to bude za sílu, když to srovnáš)))) sakra, ale myslím, že chápeš smysl mé otázky.

Co Umělá inteligence (274522) Alexander Tsyprush, ne, nerozumím. Stejně jako vy, zřejmě. Protože odpověď na to jasně odpovídá. Pokud jsem pochopil, formaci jste viděli pouze ve snu a pravděpodobně v noční můře, takže nemá smysl vám cokoli vysvětlovat.

Nic jsem nepochopil.
Pokud mluvíte o síle způsobené rozdílem tlaků mezi atmosférou a vakuem, pak stačí vypočítat tlakovou sílu uvnitř a tlakovou sílu venku.
Zevnitř:
PS
Mimo:
P0 S
Výsledkem je, že veškerý vzduch (uvnitř i venku) působí na píst silou:
(P0 – P)S
kde P je tlak uvnitř válce, P0 je atmosférický tlak, S je plocha pístu. Existuje ale také třecí síla pístu o stěny, gravitační síla. Pokud toto vše zanedbáme, tak u nějakého známého válce můžeme tuto vaši sílu spočítat.
Sakra, nejdřív jsem si myslel, že mluvíš o Casimirově efektu: venku jsou nejrůznější kvantové fluktuace, uvnitř je jich jen málo (na okrajích válce by měly být uzly stojatých vln), vnější fluktuace vyvíjejí větší tlak než vnitřní; V důsledku toho vakuum stlačí válec)

V 7. třídě učí: TLAKOVÁ SÍLA = PLOCHA TLAKU X
Atmosférický tlak 100 000 Pa. Plocha pístu nechť je 1 cm² = 0,0001 m²
Z vnějšku tlačí na píst síla F = pS = 100 000 x 0,0001 = 10 N – to je hmotnost závaží 1 kg.
Uvnitř je tlak 0,02×100 000 = 2000 Pa, pak síla F = 2000×0,0001 = 0,2 N –
to je jako gravitační síla závaží 0,02 kg = 20 g. Ukazuje se, že píst musí být držen
silou 1 kg – 0,02 kg = 0,98 kg

1. „Vakuová síla“ neexistuje. Vakuum je nepřítomnost tlaku. Síla je způsobena pouze přítomností tlaku nebo rozdílem tlaků na různých stranách stěny nebo pístu.
2. Atmosférický tlak je 1 kg/cm2, to znamená, že na 1 čtvereční centimetr povrchu připadá 1 kilogram síly (9,81 Newtonu).
3. Dále přepočítejte v libovolných jednotkách, které chcete. Vezměte tlakový rozdíl mezi jednou stranou pístu a druhou a vynásobte tento rozdíl plochou pístu. Jak jste již byli informováni, 0,02 atmosféry je 0,02 kg síly na 1 cm2.