Tìm hiểu về khái niệm chân không

Sự phát triển của khoa học từ rất nhiều năm về trước đã tìm ra được một môi trường đặc biệt. Môi trường này bên ngoài Trái Đất của chúng ta. Đây được xem là một môi trường rất đặc biệt khi được khám phá lần đầu tiên. Môi trường đó chính là chân không. Ngày nay khi khoa học càng phát triển càng áp dụng những tính chất đặc biệt của môi trường này vào thực tế. Cùng tìm hiểu xem khái niệm và những tính chất đặc biệt của môi trường này.

Khái niệm về chân không

  Chân không theo các nhà khoa học cổ điển định nghĩa thì là không gian không chứa vật chất. Về lý do tại sao lại lấy cái tên này bởi vì xuất phát từ “vacuus” theo tiếng Latin có nghĩa là “bỏ trống” hoặc “khoảng trống”. Dựa trên các tính toán thực tế đã chỉ ra rằng trong chân không áp suất thấp hơn áp suất khí quyển rất nhiều lần.

Sau khi được các nhà khoa học kiểm tra các kết quả nghiên cứu về một môi trường chân không hoàn hảo. Có thể nhận ra rằng trong thực tế rất khó có một môi trường nào không hoàn toàn tồn tại vật chất. Các vật chất đang nói đến ở đây là hạt phân tử khí nhỏ nhất. Do đó, bên ngoài Trái Đất có lượng không khí rất loãng nên các nhà khoa học cũng xem đây là một môi trường chân không.

Môi trường chân không là gì?

Môi trường chân không là môi trường không có vật chất. Điều này cũng có thể được hiểu áp suất trong môi trường đó là giá trị tuyệt đối.

Để nhận biết được môi trường này thì cần phải xác định được một số đặc điểm đặc trưng của nó như sau:

• Môi trường không có không khí, sự sống và trọng lực.
• Môi trường này có thể tích khác không nhưng khối lượng bằng không
• Bên trong môi trường có áp suất.
• Đang di chuyển bên trong môi trường thì sẽ di chuyển mãi mãi hoặc nếu đứng yên sẽ đứng yên mãi mãi.

Áp suất của chân không được hiểu như thế nào?

Áp suất là một đại lượng vật lý để biểu thị lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật.

Áp suất chân không là độ chân không, chúng được giải thích là giá trị áp suất của lượng vật chất có trong một đơn vị thể tích nhất định. Giá trị của đại lượng này tỉ lệ nghịch với số lượng vật chất có tại bên trong môi trường.

Các đơn vị được sử dụng phổ biến như Torr, mBar, Pa, mmHg… Ngoài ra, còn một số đơn vị khác như psi, bar…

Một số loại chân không tiêu biểu

Dưới đây là các môi trường mà nhà khoa học đã tìm ra và được chứng minh rất nhiều lần bằng các thí nghiệm thực tiễn. Từ đó đưa ra một danh sách các loại khác nhau:

• Atmospheric Pressure: là áp suất của khí quyển tiêu chuẩn (760 Torr)
• Low Vacuum: là chân không thô, có thể tồn tại mãi mãi trong những thiết bị thô sơ.
• Medium Vacuum: là chân không trung bình, có thể tạo ra bằng một máy hút duy nhất nhưng áp suất của môi trường này khá thấp. Chỉ có thể dùng thước đo McLeod để đo hoặc một máy điện dung.
• High Vacuum: là chân không cao, để tạo ra môi trường này cần dùng nhiều máy bơm để có được và đo lường ion.
• Ultra High Vacuum: là chân không siêu cao, đòi hỏi để tạo ra môi trường này cần rất nhiều các công đoạn. Sử dụng khoan nung để loại bỏ các dấu vết của một số loại khó và quy trình khá đặc biệt. Áp suất tiêu chuẩn của môi trường này dưới 10 – 6 Pa (10 – 8 Torr).
• Perfect Vacuum: là trạng thái chân không hoàn hảo, khi bên trong môi trường không còn bất kỳ hạt vật chất nào. Áp suất lúc này là 0 Torr là môi trường chân không tuyệt đối. Trong thực tế gần như không thể có một môi trường nào hoàn hảo như vậy được. Vì ngay cả khi các hạt vật chất không còn thì vẫn còn những hạt như proton, graviton,..

Ứng dụng của chân không trong thực tế

Việc sở hữu cho mình nhiều tính chất đặc biệt nên chân không trở nên vô cùng giá trị với nhiều lĩnh vực trong đời sống.

• Bóng đèn sợi đốt: việc phát hiện ra chân không là bước đệm để bóng đèn sợi đốt đầu tiên trên thế giới được ra đời. Khi bên trong môi trường này dây tóc bóng đèn sẽ được bảo vệ dưới tác dụng của các chất không khí bên ngoài.
• Bảo quản thực phẩm: không có một sinh vật nào có thể sống được trong môi trường chân không. Từ sự đặc biệt này các thực phẩm trước khi đóng gói sẽ được đem đi hút chân không để bảo quản đảm bảo an toàn.
• Chân không siêu cao tần được dùng để nghiên cứu và làm sạch bề mặt của nguyên tử. Sử dụng để vừa làm sạch bề mặt và vừa bảo quản các nguyên tử khỏi các tác nhân hóa học trong một thời gian dài.
• Chân không sâu là giảm nhiệt độ sôi của các chất lỏng và đẩy nhanh các quá trình bốc khi ngay cả ở nhiệt độ thấp. Để làm giảm chi phí nên được sử dụng trong sấy, chưng cất, luyện kim,…
• Các tính chất về điện được ứng dụng trong làm kính hiển vi và ống chân không.

Đồng hồ đo áp suất chân không

Là sản phẩm có chức năng dùng để xác định giá trị áp suất chân không. Thiết bị này thường được đặc trưng bởi dải đo lạ và khác so với các loại đồng hồ áp suất bình thường khác. Hiện tại, giá trị đo nhỏ nhất là -1 và giá trị lớn nhất là 1bar.

Đối với cuộc sống của con người chân không mang lại những giá trị rất lớn về các lĩnh vực nghiên cứu, khoa học, công nghiệp, thực phẩm,…Trên đây là những thông tin mà Auvietco.vn dành cho những ai quan tâm đến một môi trường đặc biệt của Trái Đất.

Cập nhật lúc 10:31 – 17/02/2023