对于经常接触螺杆真空泵的朋友来说,“真空”是个熟悉的概念,但不少不了解真空泵及相关产品的人,对“真空”的定义仍一知半解。今天,珂勒曦小编就为大家详细科普,究竟何为“真空”。
从科学定义来看,当一个容器内空间的压力小于一个标准大气压力(atm)时,这个空间即可被定义为真空(Vacuum)。由于真空的核心判定标准与压力相关,因此“真空度”本质上就是用来表征真空系统内压力状态的物理量。除此之外,真空度也可以用单位体积内的气体分子密度来描述:在标准大气压(1.013×10⁵ Pa)下,空气密度为1.293g/L,真空度越高,意味着单位体积内的气体分子密度越低,空间内的气体越稀薄。
追溯真空的发现历程,早在1643年,意大利物理学家托里拆利就通过实验首次证实了真空的存在,同时发现了大气和大气压力。他的实验方法是:将一根一端封闭的长玻璃管灌满汞(水银),再将其倒立于汞槽中,此时管内汞面会逐渐下降,直至与管外汞面形成76厘米的高度差后稳定。托里拆利据此判断,玻璃管内汞面上方的空间即为真空,而76厘米高的汞柱,则是大气压力作用的结果。
随着对真空认知的深入,真空技术也不断发展:1650年,德国科学家盖利克成功制成了活塞真空泵,为真空的实际应用奠定了基础;1935~1937年,气镇真空泵、油扩散泵和冷阴极电离计相继发明。这些成果与1906年制成的皮拉尼真空计一起,至今仍是大多数真空系统中常用的核心设备与检测仪器。
在当前的工业与科研领域,表述真空度的压力单位有多种,其中以托耳(Torr)和国际标准压力单位帕(Pa)最为常见,它们与标准大气压的换算关系如下:
标准大气压:1atm = 760mmHg(毫米汞柱)= 760Torr(托耳)= 1.013×10⁵ Pa(帕)
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