Kozmikus ritkítás a palackban, sűrített levegő
Tapasztalat a tapasztalatok után ugyanúgy végződött: meghibásodás. A labirintus fáradságos munka volt, amelyhez sok álmatlan éjszakát kaptak. Nem számít, hogy az elektromos izzó feltalálója Alexander Nikolaevich Lodygin-t harcoltatta, bármennyire is megpróbálta pontosan megerősíteni a szénrudat egy üveggömb izzóban, az izzó nem akart hosszú ideig égetni.
Néha öt perc, máskor egy negyed órát fog ragyogni, és kiment, mint egy sugár. Hosszú ideig a kimerült feltaláló szemében a ragyogó szén még mindig ragyogott. De a léggömb már régóta lehűlt, és a szén helyett - fekete por, a villanykörte falán telepedett le.
Minden újra kell kezdeni.
Született rossz szén, Lodygin úgy döntött, hogy távolítsa el a levegőt a léggömb. Egy szivattyúzó szivattyút indítottak, egy palackot lepecsételtek, galvanikus akkumulátort bekapcsoltak és örömet szereztek! - A szén égési sérülések több órán át. „Így - Lodygin gondolta - a levegő, vagy inkább annak oxigén-interferencia esetén?” És valóban, miután a palackot hoztak létre egy nagy vákuum van, a fény már nem egy fáklya, és vált a lámpa.
Amint egy személy megtanulta kivenni a levegőt az üveghengerből, új iparág - egy elektroacukás - jött létre. A villanykörték volfrámszálát 3000 fokkal felmelegítik árammal, de nem ég ki, mert nagyon kevés levegő van az üveghengerben, és így oxigént, amely az égést támogatja. Szinte minden levegőt eltávolítanak a televíziócsövön, és egy "elektronikus ceruzával" bármilyen beavatkozás nélkül képes rajzolni a képet a képernyőn. A vevő rádiócsövekben a legerősebb ritkítás, az elektronok áramlása szinte szabadon repül az izzó katódoktól, majd zenéhez és beszédhez fordul.
Röviden, az egész elektrohullámú ipar "üresen marad": a levegő és az üres lámpa a legrosszabb, összeegyeztethetetlen ellenségek!
De a levegő nagyon makacs. Nem könnyű feladat egy tartályból eltávolítani. Miért? Igen, mert még mindig sok a levegő ott, függetlenül attól, hogy mennyit szivattyúzott ki. Mennyit?
Josef Loschmidt bécsi fizikus képes volt számolni a légmolekulák számát. Hogy pontosan ezt sikerült megtenni, nem fogjuk elmondani. Csak azt vesszük észre, hogy Loschmidt valódi tudományos munkát végzett, és figyelemre méltó lapot írt a tudomány történetében.
Ragaszkodj a levegőbe. Hány légi molekulát vettünk fel? Feltételezve, hogy a kötet egyik köbcentiméter egy gyűszű, tudtuk számolni, hogy 27 trillió molekulákat. Itt van, ez egy hatalmas szám:
27 000 000 000 000 000 000.
A levegő egy köbcentiméterben lévő molekulák számát a fizikus után a "Loschmidt-szám" alapján nevezik el.
Ha a lánctányér térfogatában levő összes levegő molekulája repült ki rajta, mint a legyek, másodpercenként ezer darab, majd 1965-ben lejárt
Korunk kezdetétől kezdve a doboz még mindig elég tele lesz.
Ha a levegőmolekuláit egy sorba helyezzük, akkor egy "stringet" kapunk, amely 200-szor körülveszi a földgömböt az Egyenlítő körül.
Vegyünk egy kisebb értéket - egy köbméter levegőt, hozzávetőlegesen a tűcsapó térfogatát. Ebben a kötetben 27 kvadrillion részecskét számláltunk. Ugyanazokat a vödöreket tartalmazzák a Kaszpi-tengerben. 700 000 évig tartaná ezeket a molekulákat egyenként.
A molekulák teljes számából az oxigén a teljes egyötöde. Nem meglepő, hogy a Lodygin-palackban lévő szénszál, amely levegővel telt, gyorsan kiégett.
A tudósok már régóta számolják, hogy ha lehetséges lenne a palackból a levegő lecsökkentése a bolygóközi térben való ritkaságának mértékéig, egy tartós elektromos izzó létrehozása megoldódott volna. De a számolás számít, és nem több. Míg a tudósok nem rendelkeztek olyan szivattyúkkal, amelyek képesek lennének "bolygóközi vákuum" létrehozására, a számítások csak számítások maradtak.
A latin "vákuum" szó "ürességet" jelent. Az üresség azonban más, mint például a víz sótartalma. A víz megkóstolhatja egy kicsit sós, sós, nagyon sós és végül keserű sót. Tehát a vákuum. A levegő ritkításának legváltozatosabb mértéke lehetséges. A tudomány és a technológia esetében a vákuumnak tekinthető a normálisnál kisebb nyomás, azaz kevesebb mint 760 milliméter higany. Minél nagyobb a levegő (vagy bármilyen gáz) a tartályból, annál erősebben vagy mélyebben van a vákuum. Mérje meg a hígítás mértékét a higany (vagy részei) milliméteres számával, amely egyensúlyba hozza az edényben lévő nyomást. Ehhez speciális vákuummérők vannak.
Természetesen, például az Otto von Guericke szivattyúk segítségével, nem lehet mély vákuumot létrehozni. Általában a dugattyús szivattyúk nem alkalmasak erre a célra. A dugattyús szivattyú segítségével a nyomást legfeljebb egy ezredmillió higanymennyiség csökkentheti. Természetesen, és ez sokat, de egy mélyre
a vákuum nagyon messze van. És anélkül, hogy a modern technológia nem képes.
Más típusú szivattyúkat kellett keresnem. És létrehozták őket: gőz, olaj, ion, és mások. Segítségükkel egy milliárd milliméter higany vákuumot értek el. Az ilyen ritkítás dominál mind a bolygóközi térben, mind egy hosszú élettartamú villanykörte palackjában. A "hosszú munka" fenntartása nem véletlen. Az a tény, hogy a részecskék izzó wolfram (amelyből készült katód izzó) repül el, elnyelik gázmolekulák tartályban maradó evakuálás után, és rendezi a falakon. Ennek eredményeként nő az izzó vákuum.
Csak két Lvov elektrolamp növény termelte 1964-ben mintegy 19 millió izzót, és mindegyiknek megvannak a saját "külső térképe". Adjuk hozzá: ez a mesterséges tér az ember által jött létre!
Vegye kézbe az egyik új izzót. Mennyi levegőt hagy a szivattyúzás után a gyárban? A számítás azt mutatja, hogy a ballonban még mindig 270 milliárd molekula van: közel százszor nagyobb, mint az emberek a világon!
Az üveg a mély vákuum ellenére rendkívül sűrűn lakott. Kiderül, hogy a következő "bérlők" élnek benne:
nitrogén molekulák - 200 milliárd,
szén-dioxid molekulák - 450 millió,
oxigén és más gázok molekulái - körülbelül 70 milliárd.
Semmi sem mondható, üresség.
Mikor egy mély vákuum van, a gróf molekulákon van. Minél kevésbé marad a hajó, annál mélyebb a ritkítás. Ez azt jelenti, hogy a molekulák hosszú utat kell megtenniük, mielőtt találkoznának egymással. A gázmolekulák szabad útjának ezen útját általában vákuummérésnek tekintik.
Alacsony vákuum esetén jellemző a gázállapot, amelyben a molekula átlagos szabad útvonala lényegesen kisebb, mint az edény lineáris méretei; Következésképpen a gyakran mozgó molekulák ütköznek egymással, mint az edény falain.
Természetesen, hogy a magas (mély) képet vákuum-tartályban eltérő: a szabad úthossza egy molekula sokkal nagyobb, mint a lineáris méretei a hajó; ezért a molekulák gyakran ütköznek a falakkal, nem pedig egymással. Például egy milliomod milliméter higany vákuum alatt, a molekula 50 méteres interferencia nélkül fut. De mi a helyzet a vákuum, amelyben a részecskék képesek átadni nem egymással szemben, a parttól körülbelül egyenlő az utazás a Föld és a Hold. Az ilyen mély vákuum megszerzésének módszereit a szovjet tudósok fejlesztették ki.
Hozzá mit mondtak róla az utat a molekulák vákuumban, hogy szobahőmérsékleten, ez a „faj” meglehetősen vidám - kilométer másodpercenként!
Természetesen nem lehet elképzelni a vákuumot (még a legmélyebbek is), mint teljesen üres helyet. A vákuum az anyag különleges állapota. Igen, vákuumban megváltozik a gáz molekulák közötti térbeli kapcsolat. De a vákuum tele van elektronokkal, protonokkal és más atommagrészecskékkel. Ezt elméletileg nemcsak egy összetett összetételrendszer, hanem kísérletileg is bizonyítják.
Tehát, annál kevésbé "vákuumos utca", annál kevésbé zavarja a repülő elektronokat a lámpában, annál hosszabb és biztonságosabb lámpa lesz. Emlékezzünk arra, hogy a légtömeg átlagos átmérője a milliméter milliomodrészének egyharmada, és a köztük lévő távolság
9-szer többet. Az ilyen kicsi, mikroszkopikus dimenziók ellenére a levegő részecskék valóságos óriások az atomokhoz és az elektronokhoz képest. Tegyük fel például, hogy egy elektron mérete egy perc porrészecske. Ezután a molekulát 8 méter átmérőjű golyó formájában kell ábrázolni. Ha sok ilyen akadályt találsz, az elektron elveszíti energiáját, és a lámpa rosszul fog működni, vagy teljesen megtagadja a munkát.
Ez azt jelenti, hogy minél kevesebb levegő marad a hengerben, és annál nagyobb a szabad útvonal útja, annál kevésbé valószínű, hogy az elektronok molekulákkal ütköznek, annál megbízhatóbb lesz az elektroakkusz eszköz munkája.
A tudósok - "a vadászt mögött vadászok" - ne akadályozzák meg az "üres" palack lakosságának további csökkentésére irányuló kísérleteket.
Különösen mély vákuumot értek el az atommag tanulmányozásához szükséges létesítmények megépítésében.
A legnagyobb szinkrotronból (a címe az egyik ilyen növény) - 10 milliárd elektronvolt - épült a Szovjetunió a város Dubna, moszkvai régió (és most már a Szovjetunióban épült egy hatalmas 70 milliárd elektronvolt!). Itt a tudósok eloszlatják a protonokat - az atommag részecskéit - hatalmas sebességre. A gyűrű alakú kamra Protonszinkrotron repül a második majdnem negyed millió kilométert. Semmi sem akadályozhatja meg őt egy gyenge repülésben. A protonnak szüksége van helyre. Ezért a szinkrofotron "vákuum utcája" legyen a lehető legszívesebben.
A gyűrűs alagútban, amelyen a protonok versenye, a milliméter higany milliárdos részében ritkuló előfordul. Az ilyen vákuum az alagútban (ez már nem egy kis palack!) Folyamatosan karbantartja 56 vákuumszivattyú, amely folyamatosan pumpálja a levegőt az alagútból.
Az ukrán SSR Tudományos Akadémia Fizikai Technikai Intézetének szovjet tudósai, az ES Borovik és G. G. Lazarev vezetésével kondenzációs szivattyúkat állítottak elő az ultra vákuum elérése érdekében. Ezekkel a szivattyúkkal a száz milliméter milliméter higany hígítható!
Az ilyen szivattyúk nélkülözhetetlen tartozéka a feltöltött részecskék legfrissebb gyorsítóinak. A kondenzációs szivattyúk által létrehozott ultra vákuumban a részecskék még gyorsabban, szinte ellenállás nélkül is mozoghatnak.
A szovjet űrhajós Alekszej Leonov, mondhatod, találkozott "szemtől szemben" a külső tér vákuumával. Elhagyta az űrhajó Voskhod-2 oldalát és a zárt kamrán keresztül kiment. Hatszáz másodperc, ez a példa nélküli kísérlet folytatódott.
Hatszáz másodperc alatt egy személy vákuumban volt! A különleges öltözékek megbízhatóan védették az Univerzum útkeresőt. Az öltöny belseje normális volt, vagy ahogyan azt mondják, kényelmes körülmények: normál hőmérséklet, normál nyomás, állandó légzés oxigénellátása. És azon kívül?
Még ha feltételezzük is, hogy a "Voskhod-2" hajó Leonov távozása idején a Föld feletti 200 kilométeres tengerszint feletti magasságon volt, a levegő sűrűsége az öltöny másik oldalán 5,906 · 10 -13 volt. vagy egyébként 1: 1 700 000 000 000 részvény normál!
Egy ember, aki a kemény munka eredményeként fegyelmezett a tudással, bár még nem teljesen ürített, de már "kozmetikus vákuumot" készített, és bevezettette a legegyszerűbb palackba.