Áp suất chân không là áp suất bên trong chân không. Nói cách khác, nếu chúng ta tạo ra một khoảng chân không bên trong một bình kín. Thì áp suất chân không của bình đó là hiệu giữa áp suất tuyệt đối bên trong bình và bên ngoài bình. Khi áp suất bên ngoài lớn hơn áp suất bên trong. Do đó, áp suất chân không thường âm.
Áp suất chân không được hiểu là giá trị đạt khi số lượng vật chất còn lại trong một khoảng không gian nhất định. Lúc này giá trị áp suất tỉ lệ nghịch với số lượng và độ phân bổ vật chất có trong đó.
Nghĩa là khi áp suất chân không đạt giá trị càng cao. Thì lượng vật tồn tại chất trong môi trường càng ít đi và ngược lại.
Đơn vị đo áp suất chân không là gì?
Mỗi khu vực và mỗi đối tượng khác nhau người ta sẽ có những đơn vị đo khác nhau. Dưới đây là một số đơn vị đo áp suất chân không hay gặp và được sử dụng nhiều nhất hiện nay:
Đơn vị Pa: 1 pascal áp suất sẽ được tính bằng áp lực của 1 newton tác dụng lên bề mặt của nó và có diện tích là 1 mét vuông. Áp suất 1 Pa rất nhỏ. 1 Pa = 1 N/m²
Đơn vị Kpa: 1 Kpa = 1000 Pa
Đơn vị Mpa: 1 Mpa = 1000 Kpa = 1000000 Pa
Đơn vị Bar: 1 Bar = 100000 Pa
Đơn vị Psi: 1 Psi = 0.0689 Bar
Đơn vị atm: 1 atm = 101325 Pa và 1 atm = 1 bar
Áp suất chân không bằng bao nhiêu?
Đơn vị đo áp suất chân không bao gồm nhiều loại khác nhau như: mmHg, mBar, Kg/cm2, N/cm2,… nhưng phổ biến nhất là Torr và Pascal [Pa].
Mức độ chân không trong một không gian sẽ được mô tả bằng mật độ của các hạt phân tử khí trong thể tích nhất định.
Theo quy chuẩn, mật độ phân tử khí được tính theo công thức :
2,5 x Phân tửcm3
Mật độ phân tử khí thực tế so với mật độ phân tử khí chuẩn càng thấp thì độ chân không càng lớn và ngược lại. Trạng thái chân không biểu thị tại thời điểm lượng vật chất thấp hoặc rất thấp.
Khi đó, không gian này được xem là trạng thái chân không nếu: Giá trị áp suất của nhỏ hơn áp suất trung bình chuẩn của khí quyển và được quy ước như sau:
Áp suất chân không thấp: p > 100 Pa
Áp suất chân không trung bình: 0,1 Pa < p< 100 Pa
Áp suất chân không cao: 10-5 Pa < p < 0,1 Pa
Áp suất chân không cực cao: p < 10-5 Pa
Thiết bị đo áp suất chân không là gì?
Tùy theo các dạng của áp suất mà chúng ta chọn các thiết bị đo áp suất chân không khác nhau sao cho phù hợp, trong đó có thể kể đến một số loại như:
Khí áp kế dùng để đo áp suất khí quyển.
Áp kế – chân kế hay áp kế chính xác được dùng để đo áp suất dư.
Áp kế – chân không kế, dùng để đo áp suất âm.
Còn áp kế hiệu số dùng để đo áp suất hiệu.
Áp suất chân không tuyệt đối là gì?
Đây là tiêu chuẩn đối với một môi trường chân không hoàn hảo có áp suất chân không đạt 0 Torr hoặc 0 kPa sẽ được coi là áp suất chân không tuyệt đối [áp suất âm tuyệt đối] khi không có vật chất bên trong.
Ví dụ:
Khi dùng đồng hồ đo áp suất được giá trị bằng 10 bar, thì khi đó áp suất tuyệt đối sẽ bằng giá trị áp suất tương đối + áp suất khí quyển [1 bar hoặc 1 atmosphere]. Lúc này, áp suất tuyệt đối sẽ là 11bar.
Áp suất hơi là gì?
Áp suất hơi là áp suất mà hơi tác dụng lên dạng ngưng tụ của nó khi dạng ngưng tụ và hơi ở trạng thái cân bằng với nhau. Dạng ngưng tụ có thể là chất lỏng hoặc chất rắn. Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể đo áp suất này nếu trạng thái cân bằng của hệ tồn tại bên trong một hệ kín có nhiệt độ không đổi. Áp suất hơi là kết quả của sự chuyển đổi dạng ngưng tụ thành dạng hơi.
Sự khác biệt giữa áp suất chân không và áp suất hơi là gì?
Áp suất chân không là áp suất bên trong chân không. Trong khi áp suất hơi là áp suất mà hơi tác dụng lên dạng ngưng tụ của nó; khi dạng ngưng tụ và hơi ở trạng thái cân bằng với nhau. Đây là sự khác biệt cơ bản giữa áp suất chân không và áp suất hơi.
Hơn nữa, một sự khác biệt đáng chú ý giữa áp suất chân không và áp suất hơi. Là áp suất chân không là áp suất âm trong khi áp suất hơi luôn là giá trị dương.
Thêm vào đó, áp suất hơi thay đổi khi nhiệt độ thay đổi, nhưng áp suất chân không không thay đổi. Hơn nữa, áp suất chân không liên quan đến chân không. Trong khi áp suất hơi liên quan đến chất rắn và chất lỏng ở trạng thái cân bằng với pha hơi của chúng. Chúng ta có thể nói đây là điểm khác biệt chính giữa áp suất chân không và áp suất hơi.
Dưới đây trình bày chi tiết hơn về sự khác biệt giữa áp suất chân không và áp suất hơi.
ĐỊNH NGHĨA
Áp suất chân khôngÁp suất hơiÁp suất bên trong chân không.
Áp suất do hơi tác dụng lên dạng ngưng tụ của nó khi cả dạng ngưng tụ và hơi ở trạng thái cân bằng.DẤU HIỆUThường là âmLuôn luôn là dươngĐO ĐẠCDụng cụ: máy đo thủy tĩnh, máy đo cơ học hoặc đàn hồi, máy đo độ dẫn nhiệt và máy đo ion hóa.
Sử dụng áp kếĐƠN VỊ ĐO LƯỜNGPound trên mỗi inch vuông
[chân không] hoặc PSIV
PascalTÌNH TRẠNG THỂ CHẤTLiên quan đến chân khôngLiên quan đến chất rắn và chất lỏng ở trạng thái cân bằng với pha hơi của chúng.
nhiệt độ vì không có phân tử [có thể đóng góp vào động năng] trong chân không.
Tăng khi nhiệt độ tăng do động năng của hệ tăng.
Áp suất chân không và áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển [áp suất không khí] là độ lớn của áp lực trong bầu khí quyển lên Trái Đất [hay của một hành tinh khác, ngôi sao khác] trên một đơn vị diện tích.
Khác với những loại áp suất khác, áp suất khí quyển tác dụng lên vật theo mọi phương hướng khác nhau. Theo đó, nếu độ cao tăng, khối lượng khí quyển giảm xuống, do đó áp suất khí quyển giảm với độ cao ngày càng tăng.
Ví dụ:
Khi máy bay cất cánh, sự chênh lệch áp suất làm chúng ta bị ù tai, khó chịu,… Bởi do chúng ta đang quen sống trong môi trường có áp suất không khí 1 atmosphere.
Dựa vào thí nghiệm của nhà bác học người Ý Torixenli. Người ta tính được bầu khí quyển tiêu chuẩn là 101325 Pa tương đương với 1.01325 bar, 760 mmHg, 29.92 inch Hg và 14.696 psi.
Trạng thái chân không, được hiểu là trạng thái có áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển trung bình chuẩn.
Có thể hiểu là: Áp suất chân không có giá trị thấp hơn áp suất khí quyển tiêu chuẩn.
Ứng dụng của áp suất chân không trong đời sống
Hiện nay có khá nhiều những ứng dụng của áp suất chân không mà ta có thể gặp. Người ta thường sẽ tạo môi trường chân không bằng các thiết bị máy móc phụ trợ. Và ứng dụng chúng cho nhiều mục đích khác nhau như:
Trong cuộc sống thường ngày, máy hút chân không được sử dụng như một loại máy hút khí. Thường hút chân không gối bông, bảo quản thực phẩm, đồ dùng, các sản phẩm tươi hoặc chế biến,…
Còn trong công nghiệp thì những loại máy hút chân không thường có công suất lớn. Được dùng trong các máy bơm hút chân không.
Các nhà máy như: chế biến thực phẩm, chế biến nhựa, hóa học, ngành dược,… Sử dụng máy bơm hút chân không và máy thổi để có thể vận chuyển các loại bột.
Bên cạnh đó còn có thể thực hiện kiểm tra phôi sản phẩm, linh kiện trong các dây chuyền sản xuất chai nhựa.
Máy hút chân không có thể thổi bay và làm sạch hết nước [làm khô] và bụi ra khỏi các loại xe [xe máy, ô tô], sản phẩm, linh kiện trước khi đóng gói.
Tóm lượt
Chân không chỉ đơn giản là áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển xung quanh. Về cơ bản, đó là sự khác biệt về áp suất, hoặc chênh lệch, có thể được sử dụng để thực hiện công việc. Vì chân không theo định nghĩa là áp suất âm. Nên thuật ngữ chung về chân không cao và chân không thấp có thể gây nhầm lẫn. Thuật ngữ ưa thích là chân không sâu hoặc chân không nông. Cả hai đều liên quan đến áp suất khí quyển cục bộ. Đơn vị đo áp suất dương và áp suất chân không giống nhau nhưng dấu trừ [-] hoặc từ “chân không” biểu thị áp suất âm so với khí quyển.