Tìm hiểu về áp suất chân không
Chắc hẳn trong chúng ta ai cũng đã từng nghe đến áp suất chân không. Vậy bạn đã từng bao giờ đặt ra câu hỏi nó là gì chưa? Và áp suất đó bằng bao nhiêu? Áp suất chân không và áp suất khí quyển có điểm gì khác nhau mà chúng ta chưa biết. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về áp suất trong môi trường chân không là gì trong bài viết sau:
Nội dung chính
Áp suất chân không là gì?
Đồng hồ đo áp suất hiện đại ngày nay
Với một cái tên khác là độ chân không, một đại lượng dùng để đo áp suất của lượng vật chất tồn tại trong một môi trường nhất định. Theo một số lý thuyết cổ điển thì chân không chính là môi trường không có sự tồn tại của các hạt vật chất. Với một thể tích khác không được xác định, thì môi trường chân không lúc này sẽ có khối lượng, thể tích và áp suất đều bằng hằng số không.
Tuy nhiên tại một thời điểm nào đó thì trong môi trường chân không có thể xuất hiện và biến mất các hạt mang điện một cách ngẫu nhiên không có sự sắp đặt từ trước. Sự dao động về khối lượng giữa các hạt điện tích đã tạo ra sự thay đổi về năng lượng cũng như áp suất hút chân không trong không gian chân không mà nó đang xuất hiện.
Ví dụ về áp suất chân không đó là khi bạn đang có một buồng khí với thể tích 100 lit, khi đó bạn lấy ra 80% không khí. Lúc này, hiểu đơn giản là độ chân không trong buồng lúc này sẽ là 80% và độ loãng không khí trong buồng là 20%. Đây chính là ví dụ áp suất chân không điển hình trong môi trường chân không liên quan đến thực tế cuộc sống hằng ngày mà các bạn nên biết.
Công thức tính áp suất chân không
Theo một số thống kê cho biết trạng thái chân không dùng để biểu thị lượng vật chất thấp hoặc rất thấp tại một không gian nhất định nào đó. Không gian này chính là trạng thái chân không nếu như giá trị áp suất nhỏ hơn áp suất trung bình chuẩn của khí quyển, và được chia thành nhiều loại như:
- Chân không thấp: 100 Pa < p
- Chân không trung bình có áp suất trong khoảng 0.1 Pa < p < 100 Pa
- Chân không cao với áp suất trong khoảng 10-5 Pa < p < 0.1 Pa
- Chân không siêu cao thì áp suất p < 10-5 Pa
Do thể tích khác không được xác định nên môi trường chân không lúc này sẽ có khối lượng, thể tích và áp suất đều bằng hằng số không. Do đó: P = 0
Thực tế, khó có thể tạo ra một trạng thái chân không tuyệt đối (với giá trị áp suất bằng 0). Người ta chỉ tạo ra được môi trường chân không tương đối. Đồng hồ đo áp suất chân không là thiết bị chuyên dụng để đo lường giá trị này.
Áp suất chân không bằng bao nhiêu?
Đồng hồ đo chân không là thiết bị chuyên dụng để đo lường áp suất chân không
Áp suất chân không là bao nhiêu là câu hỏi được nhiều người đặt ra. Áp suất này hay là áp suất âm với đơn vị đo áp suất chân không bao gồm nhiều nhiều đơn vị khác nhau như: mmHg, mBar, Kg/cm2, N/cm2,… nhưng phổ biến nhất mà hay được sử dụng có đơn vị đo là Torr và Pascal (Pa).
Mức độ chân không chính là mật độ các phân tử khí có trong một thể tích xác định nhất định. Mật độ phân tử khí theo quy chuẩn trong không khí sẽ được xác định ở mức: 2.5 x phân tử/cm3. Còn đối với mật độ phân tử khí tại không gian khác so với mật độ trung bình chuẩn của không khí khi nó càng thấp thì độ chân không lúc này càng lớn. Và ngược lại, khi mật độ phân tử khí càng lớn thì độ chân không lúc này lại càng thấp.
Áp suất chân không tuyệt đối được xem là tiêu chuẩn đối với một môi trường chân không hoàn hảo. Giá trị áp suất của nó sẽ bằng chính áp suất tương đối cộng với áp suất khí quyển.
Áp suất chân không tương đối là tiêu chuẩn đối với áp suất không khí đối với môi trường xung quanh. Áp suất tương đối hay còn được gọi là áp suất khí quyển đã hiệu chỉnh nên giá trị của nó bằng áp suất tuyệt đối trừ áp suất khí quyển.
>> Tham khảo: Hướng dẫn cách đọc đồng hồ đo áp suất chân không thông dụng
Mối quan hệ giữa áp suất chân không và lượng vật chất
Trong môi trường này thì thể tích và khối lượng là những đại lượng bằng không
Độ chân không được xem là có mối liên hệ chặt chẽ với lượng vật chất tồn tại trong một không gian xác định. Giá trị của độ chân không càng lớn thì lượng vật chất tồn tại sẽ càng ít. Hay độ chân không càng nhỏ thì giá trị áp suất lúc này sẽ càng lớn. Áp suất sẽ đạt giá trị lớn nhất nếu tại thời điểm này sẽ bằng không. Như vậy, không gian này đang đạt được áp suất âm tuyệt đối và không gian này sẽ không chứa vật chất. Tuy nhiên áp suất tuyệt đối trong không gian này gần như chưa từng xuất hiện. Vì thế, nó chỉ được dùng làm đại lượng mốc cho các phép đo về áp suất hoạt động.
Áp suất chân không và áp suất khí quyển
Mối liên hệ mật thiết của các đại lượng trong môi trường chân không
Áp suất chân không so với áp suất khí quyển có gì đặc biệt và chúng khác nhau như thế nào?
- Áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển chính là áp lực của không khí hay là trọng lượng của lớp vỏ không khí bao bọc trái đất. Áp suất khí quyển bằng 760mmHg và đo với đơn vị đo là atm .
Áp suất khí quyển sẽ tương đương gần giống với áp suất thủy tĩnh của lượng không khí. Do đó, khi độ cao tăng thì khối lượng, áp suất khí quyển theo đó cũng sẽ giảm.
- Áp suất chân không
Có giá trị âm và được gọi là độ chân không tuyệt đối. Lúc này, bên trong môi trường sẽ không tồn tại bất kỳ vật chất nào. Khi đó giá trị của áp suất đo được sẽ tỉ lệ nghịch với số lượng vật chất đang tồn tại trong môi trường đó. Khi khoảng không gian có chứa áp lực âm càng cao thì lượng vật chất tồn tại trong môi trường chân không đó càng thấp.
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về áp suất chân không. Hy vọng thông qua bài viết, các bạn sẽ trang bị thêm cho mình những kiến thức về độ chân không, về định nghĩa công thức cũng như mối quan hệ giữa áp suất trong môi trường chân không và đại lượng vật chất của nó.
Cô đặc chân không là gì? Định nghĩa, ứng dụng, vai trò
Cô đặc chân không là công nghệ quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ thực phẩm đến hóa chất. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ định nghĩa, nguyên lý hoạt động, ứng dụng thực tế, ưu nhược điểm và mối liên hệ của cô đặc chân không với ngành chân không và […]
Mẹo tối ưu hóa diện tích bề mặt trong hệ thống chân không
Diện tích bề mặt đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống bơm hút chân không. Từ hiện tượng giải phóng khí đến thiết kế buồng chân không, hiểu rõ về diện tích bề mặt giúp bạn chọn giải pháp bơm hút phù hợp, cải thiện chất lượng […]
Định nghĩa, ứng dụng và vai trò của buồng chân không
Buồng chân không là một thiết bị quan trọng trong nhiều lĩnh vực từ vật lý, kỹ thuật đến công nghiệp hiện đại. Với khả năng tạo ra môi trường áp suất thấp, buồng chân không được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học, sản xuất công nghiệp và các ngành kỹ thuật […]
Hằng số khí lý tưởng là gì? định nghĩa công thức và ứng dụng
Hằng số khí lý tưởng là một khái niệm quan trọng trong vật lý, đặc biệt trong ngành bơm hút chân không. Bài viết này sẽ giải thích định nghĩa, công thức và ứng dụng của hằng số khí lý tưởng, giúp bạn hiểu rõ vai trò của nó trong vận hành hệ thống bơm […]
Schmied WAU501 – Bơm chân không đột phá cho sản xuất
Bơm hút chân không Schmied WAU501 là lựa chọn hàng đầu cho các ngành công nghiệp yêu cầu chân không sâu. Với hiệu suất cao, độ bền vượt trội, đây là giải pháp lý tưởng cho thực phẩm, bao bì, vi mạch. Khám phá chi tiết về Schmied WAU501 cùng HCTECH trong bài viết này nhé! Nội dung […]
