Tunajua nini kuhusu utupu?

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-07 16:29

Kwa maana kali zaidi, ombwe ni eneo la nafasi ambayo maada haipo kabisa. Neno hili linawakilisha utupu kabisa, na shida yake kuu ni kwamba inaelezea hali bora ambayo haiwezi kuwepo katika ulimwengu wa kweli.

Hakuna mtu bado amepata njia ya kuunda utupu bora wa aina hii katika hali ya dunia, na kwa sababu hii neno hilo pia linatumiwa kuelezea mikoa tupu ya nafasi. Lakini bado kuna utupu katika maeneo ambayo ni karibu kidogo na maisha yetu ya kila siku. Tutakuambia ni nini kwa maneno rahisi.

Mara nyingi, utupu ni chombo ambacho gesi zote, ikiwa ni pamoja na hewa, huondolewa iwezekanavyo. Anga ya juu kwa hakika iko karibu na utupu bora: wanaastronomia wanaamini kwamba nafasi kati ya nyota katika hali fulani huwa na si zaidi ya atomi au molekuli moja kwa kilomita za ujazo.

Hakuna utupu unaozalishwa Duniani hata unakaribia hali hii.

Ili kuzungumza juu ya "utupu wa dunia", unahitaji kukumbuka kuhusu shinikizo. Shinikizo hutokea kutokana na athari za molekuli katika gesi au kioevu kwenye mazingira yao, kwa kawaida kuta za chombo kilicho na, iwe chupa ya soda au fuvu lako. Ukubwa wa shinikizo inategemea nguvu ya makofi ambayo molekuli "hufanya" kwenye eneo fulani, na hupimwa katika "newtons kwa kila mita ya mraba" - kitengo hiki cha kipimo kina jina maalum "pascal".

Uhusiano kati ya shinikizo (p), nguvu (F) na eneo (A) imedhamiriwa na equation ifuatayo: p = F / A - inatumika bila kujali shinikizo ni ndogo, kama, kwa mfano, katika nafasi, au sana. juu, kama katika mifumo ya majimaji.

Kwa ujumla, ingawa ufafanuzi wa utupu sio sahihi, kawaida hurejelea shinikizo chini, na mara nyingi chini ya shinikizo la anga. Utupu huundwa wakati hewa inapotolewa kutoka kwa nafasi iliyofungwa, na kusababisha kushuka kwa shinikizo kati ya nafasi hiyo na angahewa inayozunguka.

Ikiwa nafasi imepunguzwa na uso wa kusonga, shinikizo la anga litapunguza kuta zake pamoja - kiasi cha nguvu ya kushikilia inategemea eneo la uso na kiwango cha utupu. Wakati hewa zaidi inapoondolewa, kushuka kwa shinikizo huongezeka na nguvu inayowezekana ya utupu pia huongezeka.

Kwa kuwa karibu haiwezekani kuondoa molekuli zote za hewa kutoka kwenye chombo, haiwezekani kufikia utupu kamili.

Kwa kiwango cha viwanda na nyumbani (kwa mfano, ikiwa unaamua kuweka koti ya baridi chini katika mifuko ya utupu), athari inapatikana kwa kutumia pampu za utupu au jenereta za ukubwa tofauti, ambazo huondoa hewa. Pampu ya pistoni-in-silinda imeunganishwa kwenye chombo kilichofungwa, na kwa kila kiharusi cha pampu, sehemu ya gesi huondolewa kwenye silinda. Kwa muda mrefu pampu inaendesha, bora utupu huundwa kwenye tank.

Mtu yeyote ambaye amewahi kuhamisha hewa kutoka kwa mfuko kwa ajili ya kuhifadhi nguo, kufinya kifuniko cha chombo cha plastiki ili kutolewa hewa kutoka kwenye chombo, au kuweka makopo (na pia akaenda kwa massage ya utupu), amekutana na utupu katika maisha yake. Lakini, bila shaka, mfano wa kawaida wa matumizi yake ni safi ya kawaida ya utupu wa kaya. Shabiki wa kisafishaji cha utupu huondoa hewa kila mara kutoka kwa kopo, na kutengeneza utupu kidogo, na shinikizo la anga nje ya kisafishaji husukuma hewa ndani ya canister, ikichukua vumbi na uchafu unaochochewa na brashi iliyo mbele ya utupu. safi zaidi.

Mfano mwingine ni thermos. Thermos ina chupa mbili zilizowekwa ndani ya kila mmoja, na nafasi kati yao ni utupu. Kwa kukosekana kwa hewa, joto halipiti kati ya chupa mbili kwa urahisi kama kawaida. Kwa sababu hiyo, vimiminika vya moto ndani ya chombo huhifadhi joto, huku vimiminika vya baridi vikibaki kuwa baridi kwa sababu joto haliwezi kupenya ndani yake.

Kwa hivyo, kiwango cha utupu kinatambuliwa na tofauti ya shinikizo kati ya mambo ya ndani na anga inayozunguka. Alama mbili kuu katika vipimo hivi vyote ni shinikizo la angahewa la kawaida na utupu bora. Vizio kadhaa vinaweza kutumika kupima utupu, lakini kipimo cha kawaida ni millibar, au mbar. Kwa upande wake, shinikizo la anga linapimwa na barometer, ambayo kwa fomu yake rahisi ina bomba la wima lililohamishwa na mwisho wa juu uliofungwa na mwisho wa chini, ulio kwenye chombo kilicho na zebaki wazi kwa anga.

Shinikizo la anga linafanya kazi kwenye uso ulio wazi wa kioevu, na kusababisha zebaki kupanda ndani ya bomba. Shinikizo la "kawaida" la anga ni shinikizo sawa na uzito wa safu ya zebaki ya 760 mm kwa joto la 0.0 ° C, latitudo 45 ° na usawa wa bahari.

Kiwango cha utupu kinaweza kupimwa na aina kadhaa za viwango vya shinikizo:

• Kipimo cha shinikizo la bomba la Bourdonni kifaa cha kompakt zaidi na kinachotumiwa sana - kipimo kinatokana na deformation ya bomba la elastic wakati utupu unatumika kwenye bandari ya kupima shinikizo.
• Analog ya elektroniki ni kipimo cha utupu … Vuta au shinikizo hupotosha diaphragm ya chuma ya elastic kwenye sensor, na upungufu huu hubadilisha sifa za umeme za mzunguko uliounganishwa - matokeo yake ni ishara ya elektroniki inayowakilisha kiwango cha utupu.
• Kipimo cha shinikizo la U-tube inaonyesha tofauti kati ya shinikizo mbili. Kwa fomu yake rahisi, kipimo hiki ni nusu ya uwazi ya U-tube iliyojaa zebaki. Wakati ncha zote mbili za bomba ziko kwenye shinikizo la anga, kiwango cha zebaki katika kila kiwiko ni sawa. Kuweka utupu kwa upande mmoja husababisha zebaki ndani yake kupanda na kuanguka kwa upande mwingine - tofauti ya urefu kati ya ngazi mbili inaonyesha kiwango cha utupu.

Kwenye mizani ya vipimo vingi vya shinikizo, shinikizo la anga linapewa thamani ya sifuri, kwa hiyo, vipimo vya utupu vinapaswa kuwa chini ya sifuri.