Ve většině případů je vakuum nádoba, ze které byly v maximální možné míře odstraněny všechny plyny včetně vzduchu. Vesmír je skutečně nejblíže dokonalému vakuu: astronomové se domnívají, že prostor mezi hvězdami v některých případech sestává z ne více než jednoho atomu nebo molekuly na krychlový kilometr.
Žádné vakuum vytvořené na Zemi se tomuto stavu ani nepřibližuje.
Abychom mohli mluvit o „pozemském vakuu“, musíme si vzpomenout na tlak. Tlak vzniká v důsledku působení molekul v plynu nebo kapalině na jejich okolí, obvykle na stěny nádoby, která obsahuje, ať už je to láhev sody nebo vaše lebka. Velikost tlaku závisí na síle nárazů, které molekuly „vykonávají“ na určité ploše, a měří se v „newtonech na metr čtvereční“ – tato jednotka měření má speciální název „pascal“.
Vztah mezi tlak (p), síla (F) и oblast (A) je určeno následující rovnicí: p=F/A – platí, zda je tlak nízký, jako v prostoru, nebo velmi vysoký, jako v hydraulických systémech.
Obecně, ačkoli definice vakua je nepřesná, je obecně chápán tak, že znamená tlak nižší a často výrazně nižší než atmosférický tlak. Vakuum vzniká, když je vzduch odstraněn z uzavřeného prostoru, což má za následek tlakový rozdíl mezi tímto prostorem a okolní atmosférou. Pokud je prostor omezen pohyblivým povrchem, atmosférický tlak stlačí jeho stěny k sobě – velikost přídržné síly závisí na ploše povrchu a úrovni vakua. Jak je odváděno stále více vzduchu, tlakový spád se zvyšuje a potenciální vakuová síla se také zvyšuje.
Protože je téměř nemožné odstranit všechny molekuly vzduchu z nádoby, je nemožné dosáhnout dokonalého vakua
V průmyslovém a domácím měřítku (například pokud se rozhodnete vakuově zabalit zimní péřovou bundu) je efektu dosaženo pomocí vakuových čerpadel nebo generátorů různých velikostí, které odvádějí vzduch. Pumpa sestávající z pístu ve válci je připevněna k uzavřené nádobě a při každém zdvihu pumpy se z nádoby odebírá část plynu. Čím déle čerpadlo běží, tím lepší je vakuum vytvořené v nádrži.
S podtlakem se v životě setkal každý, kdo někdy vysával vzduch z pytlíku na uskladnění oblečení, mačkal víko plastové nádoby, aby z nádobky vypustil vzduch, nebo položil kelímky (nebo si dokonce zašel na vakuovou masáž). Nejčastějším příkladem jeho použití je ale samozřejmě běžný domácí vysavač. Ventilátor vysavače neustále odvádí vzduch z kanystru a vytváří tak částečný podtlak a atmosférický tlak vně vysavače tlačí vzduch do kanystru a bere s sebou prach a nečistoty rozvířené kartáčem v přední části vysavače.
Dalším příkladem je termoska. Termoska se skládá ze dvou lahví zasazených do sebe a prostor mezi nimi je vakuum. V nepřítomnosti vzduchu neprochází teplo mezi oběma lahvemi tak snadno, jak by tomu bylo normálně. V důsledku toho horké kapaliny uvnitř nádoby udržují teplo, ale studené kapaliny zůstávají studené, protože teplo jimi nemůže proniknout.
Úroveň vakua je tedy určena rozdílem tlaků mezi vnitřním prostorem a okolní atmosférou. Dva hlavní referenční body ve všech těchto měřeních jsou standardní atmosférický tlak a ideální vakuum. K měření vakua lze použít několik jednotek, ale obecně přijímanou metrickou jednotkou je milibar nebo mbar. Atmosférický tlak je zase měřen barometrem, který ve své nejjednodušší podobě sestává z vakuové vertikální trubice s horním uzavřeným koncem a spodním koncem umístěným v nádobě se rtutí otevřenou do atmosféry.
Atmosférický tlak působí na exponovaný povrch kapaliny a způsobuje, že rtuť stoupá do trubice. „Normální“ atmosférický tlak je tlak rovný hmotnosti sloupce rtuti vysokého 760 mm při teplotě 0.0 °C, v zeměpisné šířce 45 ° a na hladině moře.
Úroveň vakua lze měřit pomocí několika typů tlakoměrů:
Tlakoměr Bourdonovy trubice je kompaktní a nejpoužívanější zařízení – měření je založeno na deformaci zakřivené elastické trubice při působení podtlaku na otvor tlakoměru.
Elektronický analog je vakuový senzor. Vakuum nebo tlak vychyluje pružnou kovovou membránu v senzoru a toto vychýlení mění elektrické charakteristiky propojeného obvodu – výsledkem je elektronický signál, který představuje úroveň vakua.
Tlakoměr s hadičkou ukazuje rozdíl dvou tlaků. Ve své nejjednodušší formě je tento tlakoměr průhledná trubice ve tvaru U z poloviny naplněná rtutí. Když jsou oba konce trubice pod atmosférickým tlakem, je hladina rtuti v každé noze stejná. Působení vakua na jednu stranu způsobí, že rtuť v něm stoupá a klesá na druhou stranu – výškový rozdíl mezi dvěma úrovněmi udává úroveň vakua.
Na stupnici většiny tlakoměrů ❓ Zařízení pro měření tlaku plynů a kapalin ve stísněném prostoru. atmosférickému tlaku je přiřazena hodnota nula, proto by měření vakua měla být vždy menší než nula.
