Vakuum

Izvor: Vidipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Vakuum je po klasičnoj definiciji prostor koji ne sadrži nikakvu tvar i u kojem je tlak plina jednak nuli. Idealan vakuum opisan ovom definicijom je samo model i nemoguće ga je postići u stvarnom svijetu. Zato se pod vakuumom najčešće podrazumijeva djelomični vakuum - prostor u kojem se nalazi vrlo mali broj čestica i u kojem je tlak plina mnogo manji od atmosferskog tlaka. Kvaliteta vakuuma mjeri se prema količini čestica ili tlaku rezidualnog plina. Bolji je onaj vakuum u kojem se nalazi manji broj čestica, odnosno onaj u kojem je tlak niži. Najkvalitetniji, iako ne idealan, vakuum je zapravo vanjski svemir, gdje tlak plina iznosi najviše jedan milijuniti dio Torra a gustoća čestica dva do tri atoma po kubičnom metru.

Postizanje

Za postizanje vakuuma koriste se različite metode temeljene na različitim fizikalnim principima, ovisno o kvaliteti koja se želi postići. Niski vakuum može se postići "grubim" pumpanjem - premještanjem plina izvan vakuumske komore. Za to se mogu koristiti klasične mehaničke pumpe sa lopaticama. Kvalitetniji vakuumi postižu se upotrebom turbomolekularnih, ionskih, kriogenskih ili sublimacijskih pumpi. Visoki i ultravisoki vakuum teško je postići zbog ekstremnih uvjeta u kojima do izražaja dolaze karakteristike materijala koje se u normalnim uvjetima mogu zanemariti. Zbog toga se mora voditi računa o poroznosti materijala od kojeg su izrađeni zidovi komore, sprječavanju kontaminacije uljem i masnoćama koje mogu isparavati pri niskom tlaku, adsorptivnosti materijala i mnogim drugim problemima. U suvremenim laboratorijima moguće je postići vakuume s tlakom plina od 10-17 Torra.

Primjena

Vakuum se često susreće u znanosti, industriji pa i svakodnevnom životu. Odličan je toplotni izolator jer ne sadrži čestice koje bi prenosile toplinu, pa nizak vakuum susrećemo u termos bocama i termoizolacijskim prozorskim staklima. Nizak vakuum čuva žarnu nit obične žarulje od kemijske degradacije te eksplozije do koje bi došlo usljed širenja zagrijanog plina. Vakuum osigurava i funkcioniranje vakuumskih cijevi koje su pokrenule revoluciju u informatici i razvoju računala. U industriji i znanosti vakuum se koristi za specijalna varenja, naparavanje, sušenje zamrzavanjem, oslobađanje plina zarobljenog u porama materijala i u mnogim drugim procesima.

Utjecaj na čovjeka i životinje

Vakuum je smrtonosan za ljude i životinje jer izaziva gušenje. Kada bi čovjek bio izložen vakuumu za nekoliko sekundi bi izgubio svijest te umro nekoliko minuta nakon toga. U trenutku izlaganja zrak iz pluća bio bi trenutno evakuiran uslijed ogromnog gradijenta tlaka te bi organizam ostao bez kisika. Izlaganje vakuumu izaziva i druge posljedice. Krv i druge tjelesne tekućine počele bi ključati zbog vrlo niskog vanjskog tlaka, što bi dovelo da napuhavanja tijela. Brzo hlađenje uslijed isparavanja s kože dovelo bi do stvaranja ledenog pokrova. Meka tkiva počela bi krvariti a uslijed nagle promjene tlaka puknula bi i bubna opna.