Vacio Y Sus Aplicaciones

a) VACIO Y SUS APLICACIONES

VACIO: es un determinado espacio lleno de gas a presiones inferiores a la atmósfera es decir, con una densidad de moléculas de menos de aproximadamente 2.5 x .

BAJO Y MEDIO VACIO: El número de moléculas de la fase gaseosa es grande en comparación a la cobertura de las superficies, por lo tanto en este rango el bombeo es dirigido hacia la fase de gas existente en la gama extendida de la presión atmosférica sobre torr.

ALTO VACIO: Las moléculas de gas en el sistema se encuentran principalmente en las superficies, y el camino libre medio es igual o mayor que la dimensión pertinente de la caja. Por lo tanto, el bombeo consiste en la evacuación o la captura de las moléculas de salir de la superficie y alcanzar individualmente (el flujo de moléculas) de la bomba.

Este es el rango donde las partículas pueden viajar en el recinto de vacío sin chocar a otras partículas.

El rango se extiende desde aproximadamente 103 a 107 torr.

ULTRA ALTO VACIO: El tiempo necesario para formar una monocapa es igual o mayor que el tiempo usual para las mediciones de laboratorio. Por lo tanto las superficies limpias se pueden preparar y sus propiedades pueden ser determinadas antes de que la capa de gas absorbido sea formada.

Este rango de vacío se extiende desde aproximadamente a torr y con el progreso de la tecnología Hobson calculo esa a una presión de torr.

En varios libros consultados se dice que la importancia del vacío no estriba tanto en su generación ni en el significado físico que tiene, sino en su gran utilidad que lo hace acreedor de un número enorme de estudios y usos. Dependemos del vacío desde en el proceso fundamental de respirar, hasta en los más grandes adelantos industriales y científicos.

Aplicaciones:

Situación física objetivo aplicaciones

Baja presión Obtener una diferencia de presión Levitar, moldear, levantar, transportar

Baja densidad molecular Remover constituyentes activos de la atmosfera Lámparas (incandescentes, fluorescentes, tubos eléctricos), fundición, recocido, empaquetado, encapsulado, detección de fugas

Situación física objetivo aplicaciones

Remover gases ocluidos o disueltos Secado, deshidratación, concentración, degasamiento, liofilización, impregnación

Disminuir la transferencia de energía Aislamiento térmico, aislamiento eléctrico, microbalanza de vacío, simulación espacial

Camino libre medio grande Evitar colisiones Tubo de electrones, rayos catódicos, televisión, fotoceldas, fotomultiplicadores, rayos X, aceleradores, espectrómetros de masas, separadores de isótopos, soldadura de haz de electrones, calentamiento, microscopio electrónico, recubrimiento, destilación molecular

Periodos largos para la formación de monocapas Obtener superficies limpias Fricción, adhesión, estudios de emisión, pruebas de materiales para uso especial

b) PRESIONES Y UNIDADES AL VACIO

La presión atmosférica no es otra cosa que la presión ejercida por el aire de nuestra atmósfera, debida a su propio peso. Al nivel del mar, una columna de aire de 1 de sección, y cuya altura es la atmosférica pesa 1,03 Kp. Así que, la presión es 1,03 .

A alturas más elevadas, naturalmente la columna pesa menos y la presión es inferior. Bajo el nivel del mar la presión atmosférica es superior a 1

Cualquier condición donde la presión sea inferior a la presión atmosférica se denomina vacío o vacío parcial. Un vacío perfecto es la ausencia total de presión o sea O absolutos.

La presi6n atmosférica también puede medirse en milímetros de mercurio (mm.Hg) mediante un aparato llamado barómetro.

Torricellí descubrió que cuando se invierte un tubo lleno de mercurio, sumergiéndolo en un recipiente abierto que contenga el mismo liquido, la columna del tubo desciende sólo una cierta distancia. Su razonamiento fue que la presión atmosférica sobre la superficie del líquido equilibraba el peso de la columna de mercurio al existir un vacío perfecto en la parte superior del tubo.

En una atmósfera normal, la columna tendrá siempre una altura de 760 mm. Así pues, 760 mm. de mercurio es otro equivalente de la presión atmosférica.

Como el vacío es una presión inferior a la atmosférica puede medirse con las mismas unidades. Es decir, el vacío puede expresarse en o en mm de mercurio.

La mayoría de los vacuómetros, sin embargo, están calibrados en mm de mercurio. Un vacío perfecto, que equilibra una columna de mercurio de 760 mm de altura, es 760 mm. El vacío absoluto viene indicado con un cero en la escala del vacuómetro.

RESUMEN DE ESCALAS DE PRESIÓN Y VACÍO

Puesto que hemos mencionado varias formas de medir la presión y el vacío, sería conveniente resumir las diferentes unidades.

1- Una atmósfera es una unidad de presión equivalente a 1,03 (el peso de una columna de aire de 1 de sección sobre la superficie de la tierra o 760 mm de una columna de mercurio).

2- Los mm absolutos de mercurio son una escala que empieza en el vacío perfecto (cero). La presión atmosférica es 760 mm en esta escala.

3- Los mm manométricos de mercurio se calibran en las mismas unidades que los mm absolutos pero sin tener en cuenta la presión atmosférica.

4- Para pasar de mm absolutos a mm manométricos:

mm manométricos / 760 = mm absolutos

mm absoluto -760 = mm manométricos

5-. La presión atmosférica en la graduaci6n del barómetro es 760mHg. Comparándolo a la escala absoluta de l es evidente que:

1 (abs) = 760 mm.Hg

1 (man) =1520 mm.Hg

6- Una atmósfera es equivalente a la presión ejercida por una columna de agua de 10,3 m o de aceite de 11,2 m.

Aunque el vacio puede medirse como una presión normal, generalmente se mide en escala torr y tiene las siguientes equivalencias

Presión atmosférica

760 Torr

kPa 101.3

Vacío

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