पूर्ण निर्वात और वायुमंडलीय दबाव

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

भौतिकी में परिभाषा के अनुसार, "वैक्यूम" की अवधारणा का तात्पर्य किसी निश्चित स्थान में किसी पदार्थ और पदार्थ के तत्वों की अनुपस्थिति से है, इस मामले में एक पूर्ण निर्वात की बात करता है। एक आंशिक निर्वात तब देखा जाता है जब अंतरिक्ष में किसी स्थान पर पदार्थ का घनत्व कम होता है। आइए लेख में इस मुद्दे पर करीब से नज़र डालें।

निर्वात और दबाव

अवधारणा की परिभाषा में "पूर्ण निर्वात" हम बात कर रहे हैं पदार्थ के घनत्व के बारे में। भौतिकी से ज्ञात होता है कि यदि गैसीय पदार्थ पर विचार किया जाए तो पदार्थ का घनत्व दाब के समानुपाती होता है। बदले में, जब कोई आंशिक निर्वात की बात करता है, तो इसका तात्पर्य है कि किसी दिए गए स्थान में पदार्थ के कणों का घनत्व सामान्य वायुमंडलीय दबाव में हवा के घनत्व से कम होता है। इसलिए निर्वात का प्रश्न व्यवस्था में दबाव का प्रश्न है।

भौतिकी में, पूर्ण दबाव बल के अनुपात के बराबर मात्रा है(न्यूटन (एन) में मापा जाता है), जो किसी सतह पर लंबवत रूप से लागू होता है, इस सतह के क्षेत्र (वर्ग मीटर में मापा जाता है), यानी पी=एफ / एस, जहां पी दबाव है, एफ बल है, एस सतह क्षेत्र है। दबाव की इकाई पास्कल (Pa) है, इसलिए 1 [Pa]=1 [N]/1 [m²]।

आंशिक वैक्यूम

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि समुद्र तल पर पृथ्वी की सतह पर 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वायुमंडलीय दबाव 101,325 Pa है। इस दबाव को पहला वायुमंडल (एटीएम) कहा जाता है। लगभग, हम कह सकते हैं कि दबाव 1 बजे है। 0.1 एमपीए के बराबर। 1 पास्कल में कितने वायुमंडल हैं, इस प्रश्न का उत्तर देते हुए, हम इसी अनुपात को बनाते हैं और प्राप्त करते हैं कि 1 Pa=10^-5 atm। एक आंशिक वैक्यूम विचाराधीन अंतरिक्ष में किसी भी दबाव से मेल खाता है जो 1 एटीएम से कम है।

दबाव की भाषा से संकेतित आंकडों को कणों की संख्या की भाषा में अनुवाद करें तो 1 बजे कहना चाहिए। 1 मी³ वायु में लगभग 10²⁵ अणु होते हैं। अणुओं की नामित सांद्रता में किसी भी कमी से आंशिक निर्वात का निर्माण होता है।

वैक्यूम माप

एक छोटे से वैक्यूम को मापने के लिए सबसे आम उपकरण एक पारंपरिक बैरोमीटर है, जिसका उपयोग केवल तभी किया जा सकता है जब गैस का दबाव वायुमंडलीय के कुछ दसियों प्रतिशत हो।

उच्च वैक्यूम मानों को मापने के लिए, व्हीटस्टोन ब्रिज के साथ एक विद्युत परिपथ का उपयोग किया जाता है। उपयोग करने का विचार मापना हैसंवेदन तत्व का प्रतिरोध, जो गैस में अणुओं की आसपास की सांद्रता पर निर्भर करता है। यह सांद्रता जितनी अधिक होती है, उतने ही अधिक अणु संवेदन तत्व से टकराते हैं, और जितनी अधिक ऊष्मा उन्हें स्थानांतरित होती है, इससे तत्व के तापमान में कमी आती है, जो इसके विद्युत प्रतिरोध को प्रभावित करती है। यह उपकरण 0.001 एटीएम के दबाव के साथ वैक्यूम को माप सकता है।

ऐतिहासिक पृष्ठभूमि

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि "पूर्ण निर्वात" की अवधारणा को अरस्तू जैसे प्रसिद्ध प्राचीन यूनानी दार्शनिकों ने पूरी तरह से खारिज कर दिया था। इसके अलावा, वायुमंडलीय दबाव का अस्तित्व 17वीं शताब्दी की शुरुआत तक ज्ञात नहीं था। केवल नए युग के आगमन के साथ, पानी और पारा से भरी नलियों के साथ प्रयोग किए जाने लगे, जिससे पता चला कि पृथ्वी का वायुमंडल आसपास के सभी पिंडों पर दबाव डालता है। विशेष रूप से, 1648 में, ब्लेज़ पास्कल समुद्र तल से 1000 मीटर की ऊँचाई पर एक पारा बैरोमीटर का उपयोग करके दबाव को मापने में सक्षम था। मापा मूल्य समुद्र तल से बहुत कम निकला, इस प्रकार वैज्ञानिक ने वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को साबित किया।

पहला प्रयोग जिसने स्पष्ट रूप से वायुमंडलीय दबाव की शक्ति का प्रदर्शन किया और निर्वात की अवधारणा पर भी जोर दिया, जर्मनी में 1654 में किया गया था, जिसे अब मैग्डेबर्ग क्षेत्र प्रयोग के रूप में जाना जाता है। 1654 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी ओटो वॉन गुएरिके केवल 30 सेमी के व्यास के साथ दो धातु गोलार्द्धों को कसकर जोड़ने में सक्षम थे, और फिर परिणामस्वरूप संरचना से हवा को पंप किया, जिससे निर्माण हुआआंशिक निर्वात। कहानी बताती है कि 8 घोड़ों की दो टीमें, जो विपरीत दिशाओं में खींचती थीं, इन गोले को अलग नहीं कर सकीं।

पूर्ण निर्वात: क्या यह मौजूद है?

दूसरे शब्दों में, क्या अंतरिक्ष में कोई ऐसी जगह है जहां कोई पदार्थ नहीं है। आधुनिक प्रौद्योगिकियां 10^-10 Pa और उससे भी कम का वैक्यूम बनाना संभव बनाती हैं, लेकिन इस पूर्ण दबाव का मतलब यह नहीं है कि सिस्टम में विचाराधीन कोई भी कण नहीं बचा है।

आइए अब ब्रह्मांड के सबसे खाली स्थान की ओर मुड़ते हैं - खुले स्थान की ओर। अंतरिक्ष के निर्वात में दाब कितना होता है? पृथ्वी के चारों ओर बाह्य अंतरिक्ष में दाब 10^-8 Pa है, इस दाब पर 1 cm³ आयतन में लगभग 2 मिलियन अणु होते हैं।. अगर इंटरगैलेक्टिक स्पेस की बात करें तो वैज्ञानिकों के अनुसार इसमें भी कम से कम 1 परमाणु 1 cm³ के आयतन में होता है। इसके अलावा, हमारे ब्रह्मांड में विद्युत चुम्बकीय विकिरण की अनुमति है, जिसके वाहक फोटॉन हैं। विद्युत चुम्बकीय विकिरण वह ऊर्जा है जिसे प्रसिद्ध आइंस्टीन सूत्र (E=mc²) के अनुसार संबंधित द्रव्यमान में परिवर्तित किया जा सकता है, अर्थात ऊर्जा, पदार्थ के साथ, पदार्थ की एक अवस्था है. इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि हमें ज्ञात ब्रह्मांड में कोई पूर्ण निर्वात नहीं है।