FAQ-Συνήθεις Ερωτήσεις
Τι γνωριζουμε για ο κενο?
Στη μηχανολογία, κενό χαρακτηρίζεται οποιαδήποτε περιοχή εντός της οποίας η πίεση ενός αερίου είναι μικρότερη της ατμοσφαιρικής πίεσης. Οι μηχανικοί μετρούν τις διαβαθμίσεις του κενού με τις ίδιες μονάδες πίεσης. Η μονάδα SI για την πίεση είναι το πασκάλ (pascal) (σύντμηση Pa), αλλά στην πράξη το κενό μετριέται σε μονάδες torr (Τορρικέλι), που ισούται με 133,3223684 μονάδες πασκάλ. Συχνά μετριέται επίσης κάνοντας χρήση της βαρομετρικής κλίμακας, ή δίνεται σαν ποσοστό της ατμοσφαιρικής πίεσης (μονάδα bar). Επίσης για εμπορικούς σκοπούς, το κενό συχνά μετράται σε χιλιοστόμετρα υδραργύρου (mmHg). Αυτό σημαίνει ότι η πίεση στο κενό, όταν προσδιορίζεται σε χιλιοστόμετρα υδραργύρου, είναι ίση με τα αναφερόμενα χιλιοστά υδραργύρου αφαιρούμενα από το 759,968. Συνεπώς, μια πίεση 660 mmHg ισοδυναμεί με πίεση (759,968 - 660) = 99,968 mmHg. Εδώ, τα 759,968 mmHg σημαίνουν το τέλειο ή απόλυτο κενό. Συνηθέστερα ακολουθείται το ακέραιο 760 mmHg = 76 cmHg = 30 inHg = 100% (σε ποσοστό κενού).
- Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για την μέτρηση πιέσεων χαμηλότερη της ατμοσφαιρικής ονομάζονται κενόμετρα σε αντίθεση των οργάνων που μετρούν μεγαλύτερες πιέσεις και λέγονται μανόμετρα ή θλιβόμετρα.
- Αν η μέτρηση μεγάλων πιέσεων αρχίζει από το τέλειο κενό τότε λέγεται πως εκφράζει απόλυτη πίεση. Άν όμως αρχίζει από της ατμοσφαιρικής πίεσης και προς τα άνω τότε λέγεται πως εκφράζει πραγματική πίεση (λέγεται και μανομετρική πίεση). Η διαφορά μεταξύ των δύο παραπάνω πιέσεων είναι η βαρομετρική πίεση. Επομένως οποιαδήποτε "απόλυτη πίεση" (ρ) ισούται προς την αντίστοιχη "πραγματική" (ρυ) συν τη "βαρομετρική" (Β) λαμβάνοντας τις σχέσεις:
-
-
-
-
-
-
- ρ = ρυ + Β καθώς και
- ρυ = ρ - Β
-
-
-
-
-
Παράδειγμα: Έστω ότι μέσα σ΄ ένα λέβητα ο υφιστάμενος ατμός πιέζει τα τοιχώματά του με "απόλυτη πίεση" 15 τεχνικών ατμοσφαιρών (At). Επειδή όμως εξωτερικά του λέβητα επικρατεί η βαρομετρική πίεση, έπεται ότι η συνισταμένη πίεση, με την οποία ο ατμός πιέζει τα τοιχώματα, από μέσα προς τα έξω, είναι ίση με την πραγματική ή μανομετρική που δεικνύει και το μανόμετρο του λέβητα. Αν δηλαδή το βαρόμετρο αντίστοιχα δίνει 760 mmHg, που ισούται με 1,033 At (δηλαδή τη συνηθέστερη τιμή βαρομετρικής πίεσης στην επιφάνεια της θάλασσας), τότε η "πραγματική πίεση" θα είναι ακριβώς 15 - 1,033 = 13,967 At ή περίπου 14 At. Συνεπώς την τιμή αυτή θα δεικνύει και το θλιβόμετρο του λέβητα.
[Επεξεργασία] Διαβαθμίσεις του κενού
Διαβάθμιση του κενού | Περιοχή πιέσεων σε Torr |
---|---|
Χαμηλό κενό | 760 έως 25 |
Μέσο κενό | 25 έως 10-3 |
Υψηλό κενό | 10-3 έως 10-6 |
Πολύ υψηλό κενό | 10-6 έως 10-9 |
Εξαιρετικά υψηλό κενό | 10-9 ή λιγότερο |
Παραδείγματα:
- Ατμοσφαιρική πίεση = 101.3 kPa (760 Torr)
- Εσωτερικό ηλεκτρικής σκούπας = περίπου 80 kPa (600 Torr)
- Μηχανική αντλία κενού = περίπου 100 Pa έως 100 μPa (1 Torr to 10−6 Torr)
- Εξώτερο διάστημα πλησίον της γης = περίπου 100 μPa (10−6 Torr)
- Πίεση στην επιφάνεια της Σελήνης = περίπου 1 nPa (10−11 Torr)
- Διαστρικό διάστημα = περίπου 1 fPa (10−17 Torr)