تويت
الفراغ
ينشأ الضغط الجوي بسبب وجود جزيئات الغاز التي تجذبها الأرض، وتمنعها من الانفلات في الفضاء الخارجي لتشكل طبقة من مئات الكيلومترات متدرِّجة في الكثافة يبلغ الضغط في أسفلها عند سطح البحر 760 ميلمتراً زئبقياً أي ما يعادل تقريباً
، وينخفض على ارتفاع 300 كيلومتر إلى 10-8 ميلمتر زئبقي.
الضغط هو القوة على واحدة السطح، ويقاس في الجملة الدولية بواحدة تدعى باسكال Pascal واختصاراً Pa ويكون
، ويفضل كثير من الفيزيائيين استخدام قيمة الضغط الجوي النظامي عند سطح البحر كواحدة لقياس الضغط وتدعى بار bar، كذلك تدعى واحدة الضغط 1مم زئبقي تور torr، وعليه يكون:
1bar =1000 mbar =760 torr =105 Pa
1mbar = 0.760 torr = 102 Pa
يُطلق اسم الفراغ أو الخلاء vacuum على حيِّز من الفضاء تكون قيمة الضغط فيه أقل من الضغط الجوي النظامي، لأنه يحوي عدداً أقل من عدد جزيئات الغاز الموجودة في حيز مماثل له في الحجم وتحت الضغط الجوي النظامي.
تجدر الإشارة إلى أن النظرية الحركية للغازات تبيِّن أن ضغط الغاز P يتناسب طرداً مع الكثافة، أي مع عدد الجزيئات في واحدة الحجم (n) ومع درجة الحرارة المطلقة P = n.K.Tλ :T وإلى أن المسار الحر الوسطي، ويرمز له بـ λ، هو بالتعريف المسافة التي يقطعها الجزيء بين تصادمين متتاليين، وهو يتعلق بالكثافة وبقطر الجزيء، ويساوي في درجة الحرارة C22Cº بالنسبة إلى الهواء:
حيث تقدر λ بالسنتمتر وP بالميلي بار.
يمكن تصنيف الخلاء في أربع درجات، يختلف بعضها عن الأخرى بقيمة الضغط P، وبطول المسار الحر الوسطي λ، وبالمضخات التي تمكِّن من بلوغ كل درجة من الخلاء، وكذلك بطريقة قياس الخلاء. ويتضمن الجدول (1) تعريف ومواصفات كل درجة ومقياس الخلاء المناسب، علماً بأن الحدود بين الدرجات اعتبارية إلى حد ما.
الجدول (1)
تصنف المضخات إلى أولية وثانوية حسب الفراغ النهائي الذي يمكن بلوغه[ر. التخلية (تقانة ـ)]
خالد ميا
ينشأ الضغط الجوي بسبب وجود جزيئات الغاز التي تجذبها الأرض، وتمنعها من الانفلات في الفضاء الخارجي لتشكل طبقة من مئات الكيلومترات متدرِّجة في الكثافة يبلغ الضغط في أسفلها عند سطح البحر 760 ميلمتراً زئبقياً أي ما يعادل تقريباً
، وينخفض على ارتفاع 300 كيلومتر إلى 10-8 ميلمتر زئبقي. الضغط هو القوة على واحدة السطح، ويقاس في الجملة الدولية بواحدة تدعى باسكال Pascal واختصاراً Pa ويكون
، ويفضل كثير من الفيزيائيين استخدام قيمة الضغط الجوي النظامي عند سطح البحر كواحدة لقياس الضغط وتدعى بار bar، كذلك تدعى واحدة الضغط 1مم زئبقي تور torr، وعليه يكون:1bar =1000 mbar =760 torr =105 Pa
1mbar = 0.760 torr = 102 Pa
يُطلق اسم الفراغ أو الخلاء vacuum على حيِّز من الفضاء تكون قيمة الضغط فيه أقل من الضغط الجوي النظامي، لأنه يحوي عدداً أقل من عدد جزيئات الغاز الموجودة في حيز مماثل له في الحجم وتحت الضغط الجوي النظامي.
تجدر الإشارة إلى أن النظرية الحركية للغازات تبيِّن أن ضغط الغاز P يتناسب طرداً مع الكثافة، أي مع عدد الجزيئات في واحدة الحجم (n) ومع درجة الحرارة المطلقة P = n.K.Tλ :T وإلى أن المسار الحر الوسطي، ويرمز له بـ λ، هو بالتعريف المسافة التي يقطعها الجزيء بين تصادمين متتاليين، وهو يتعلق بالكثافة وبقطر الجزيء، ويساوي في درجة الحرارة C22Cº بالنسبة إلى الهواء:
حيث تقدر λ بالسنتمتر وP بالميلي بار.يمكن تصنيف الخلاء في أربع درجات، يختلف بعضها عن الأخرى بقيمة الضغط P، وبطول المسار الحر الوسطي λ، وبالمضخات التي تمكِّن من بلوغ كل درجة من الخلاء، وكذلك بطريقة قياس الخلاء. ويتضمن الجدول (1) تعريف ومواصفات كل درجة ومقياس الخلاء المناسب، علماً بأن الحدود بين الدرجات اعتبارية إلى حد ما.
| درجة الخلاء (مقياس الخلاء) |
الخلاء (الضغط) (mbar) |
المضخة المناسبة | الكثافة n (cm3) |
المسار الحر الوسطي cm) λ) |
|||
| منخفض (قياس مباشر) |
من | n103 | مضخة أولية | من | n2.45 x 1019 | من | n6.6 x10-6 |
| إلى | n3.3 x 10 | مضخة امتصاص | إلى | n7.4 x 1017 | إلى | n1.98 x 10-4 | |
| متوسط أولي (بيراني) |
من | n3.3 x 10 | مضخة أولية | من | n7.4 x 1017 | من | n1.98 x 10-4 |
| إلى | n1.0 x 10-3 | roots | إلى | n2.45 x 1013 | إلى | n6.6 | |
| عالي أيوني (مهبط بارد) |
من | n1.0 x 10-3 | مضخة انتثارية | من | n2.45 x 1013 | من | n6.6 |
| إلى | n1.0 x 10-6 | مضخة جزيئية | إلى | n2.45 x 1010 | إلى | n6.6 x 103 | |
| عالي جداً (أيوني مهبط حار) |
من | n1.0 x 10-6 | مضخة جزيئية | من | n2.45 x 1010 | من | n6.6 x 103 |
| إلى | n1.0 x 10-12 | أيونية، تبريد | إلى | n2.45 x 104 | إلى | n6.6 x 109 | |
| فائقة | |||||||
| (مقياس كتلي طيفي) | p < 10-12 | مضخة تبريد | n<2.45 x 104 | nλ > 6.6 x109 | |||
تصنف المضخات إلى أولية وثانوية حسب الفراغ النهائي الذي يمكن بلوغه[ر. التخلية (تقانة ـ)]
خالد ميا