Che cos' è l' evaporazione e la sublimazione nel vuoto?
doc-16813
L' evaporazione e la sublimazione in un vuoto viene chiamata degasaggio. Tutti i materiali, solidi o liquidi, hanno una piccola tensione di vapore e il loro degasaggio diventa importante quando la pressione del vuoto scende sotto questa tensione di vapore. Nei sistemi artificiali, il degasaggio ha lo stesso effetto di una perdita e può limitare il vuoto raggiungibile. I prodotti degassanti possono condensare su superfici più fredde vicine, cosa che può essere problematica se oscurano gli strumenti ottici o reagiscono con altri materiali. Questo è di grande preoccupazione per le missioni spaziali, dove un cannocchiale oscurato o cella solare può rovinare una missione costosa.
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doc-7863
In una lampada convenzionale, il tungsteno evaporato alla fine condensa sulla superficie interna dell' involucro di vetro, scurendola. Per i bulbi che contengono un vuoto, l' oscuramento è uniforme su tutta la superficie dell' involucro. Quando si utilizza un riempimento di gas inerte, il tungsteno evaporato viene trasportato nelle correnti di convezione termica del gas, depositando preferibilmente sulla parte superiore dell' involucro e annerendo solo quella parte dell' involucro. Una lampada ad incandescenza che fornisce il 93% o meno della sua potenza luminosa iniziale al 75% della sua vita nominale è considerata insoddisfacente se testata secondo la pubblicazione IEC 60064. La perdita di luce è dovuta all' evaporazione del filamento e all' annerimento della lampadina. Lo studio del problema dell' annerimento delle lampadine ha portato alla scoperta dell' effetto Edison, emissione termoionica e invenzione del tubo a vuoto.
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doc-7860
Uno dei problemi della lampadina elettrica standard è l' intaglio del filamento dovuto all' evaporazione del filamento. Piccole variazioni di resistività lungo il filamento provocano la formazione di "hot spot" nei punti di resistività più elevata; una variazione del diametro di solo l' 1% determinerà una riduzione del 25% della vita utile. Questi punti caldi evaporano più velocemente del resto del filamento, il che aumenta la resistenza a quel punto, creando un feedback positivo che termina nel piccolo divario familiare in un filamento altrimenti sano. Irving Langmuir ha scoperto che un gas inerte, invece del vuoto, ritardava l' evaporazione. General service lampadine ad incandescenza lampadine oltre 25 watt circa in rating sono ora riempito con una miscela di argon per lo più e qualche azoto, o a volte krypton. Lampade funzionanti in corrente continua sviluppano irregolarità casuali di gradini di scale sulla superficie del filamento che possono tagliare la durata di vita a metà rispetto al funzionamento AC; leghe diverse di tungsteno e renio può essere utilizzato per contrastare l' effetto.
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doc-7844
Il 13 dicembre 1904, Sándor Just ungherese e Franjo Hanaman croato ottennero un brevetto ungherese (numero di brevetto ungherese). 34541) per una lampada a incandescenza di tungsteno che è durata più a lungo e ha dato luce più luminosa del filamento di carbonio. Le lampade a filamento di tungsteno sono state commercializzate per la prima volta dalla società ungherese Tungsram nel 1904. Questo tipo è spesso chiamato Tungsram-bulbs in molti paesi europei. Riempire una lampadina con un gas inerte come argon o azoto ritarda l' evaporazione del filamento di tungsteno rispetto al suo funzionamento sotto vuoto. Ciò consente temperature più elevate e quindi una maggiore efficacia con minore riduzione della vita del filamento.
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doc-9751
Filosofi greci antichi come Thales, Anaxagoras (ca. 500 aC - 428 aC), Epicuro e Democrito prefigurano successivamente materialisti. Il poema latino De Rerum Natura di Lucrezio (ca. 99 aC - ca. 55 a. C.) riflette la filosofia meccanicistica di Democrito ed Epicuro. Secondo questo punto di vista, tutto ciò che esiste è materia e vuoto, e tutti i fenomeni derivano da movimenti e conglomerati diversi di particelle di materiali di base chiamati "atomi" (letteralmente:"indivisibili"). De Rerum Natura fornisce spiegazioni meccaniche per fenomeni quali erosione, evaporazione, vento e suono. Principi famosi come "Niente può toccare il corpo se non il corpo" apparve per la prima volta nelle opere di Lucrezio. Democrito ed Epicuro, tuttavia, non tenevano a un' ontologia monista in quanto tenevano alla separazione ontologica della materia e dello spazio, cioè essere "un altro tipo" di essere, indicando che la definizione di "materialismo" è più ampia di quanto previsto in questo articolo.
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doc-16810
Il vuoto QED ha proprietà interessanti e complesse. Nel vuoto QED, i campi elettrici e magnetici hanno valori medi pari a zero, ma le loro variazioni non sono nulle. Di conseguenza, il vuoto QED contiene fluttuazioni di vuoto (particelle virtuali che saltano dentro e fuori dall' esistenza) e un' energia finita chiamata energia sotto vuoto. Le fluttuazioni del vuoto sono una parte essenziale e onnipresente della teoria quantistica del campo. Alcuni effetti sperimentalmente verificati delle fluttuazioni di vuoto includono l' emissione spontanea e il Lamb shift. La legge di Coulomb e il potenziale elettrico sotto vuoto vicino ad una carica elettrica sono modificati.
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doc-16812
Vuoto collettore può essere utilizzato per guidare accessori su automobili. L' applicazione più nota è il servo vuoto, utilizzato per fornire assistenza elettrica ai freni. Le applicazioni obsolete includono tergicristalli azionati a vuoto e pompe per carburante Autovac. Alcuni strumenti aeronautici (Attitude Indicator (AI) e il Heading Indicator (HI)) sono tipicamente sotto vuoto, come protezione contro la perdita di tutti gli strumenti (a motore elettrico), dal momento che i primi aerei spesso non avevano sistemi elettrici, e dal momento che ci sono due fonti di vuoto prontamente disponibili su un aereo in movimento - il motore e un Venturi esterno. La fusione per induzione sotto vuoto utilizza l' induzione elettromagnetica all' interno di un vuoto.
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doc-16791
Storicamente, vi sono state molte controversie sull' esistenza o meno di un vuoto come questo. Gli antichi filosofi greci discutevano dell' esistenza di un vuoto, o vuoto, nel contesto dell' atomismo, che postulava il vuoto e l' atomo come elementi esplicativi fondamentali della fisica. A seguito di Platone, anche il concetto astratto di vuoto senza caratteristiche affrontava un notevole scetticismo: non poteva essere percepito dai sensi, non poteva, di per sé, fornire ulteriore forza esplicativa al di là del volume fisico con cui era commisurato e, per definizione, non era letteralmente nulla, che giustamente non si può dire esistesse. Aristotele riteneva che nessun vuoto potesse verificarsi naturalmente, perché il continuum materiale circostante più denso riempierebbe immediatamente qualsiasi rarità incipiente che potrebbe dar luogo ad un vuoto.
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doc-16790
La qualità di un vuoto parziale si riferisce al grado di avvicinamento ad un vuoto perfetto. A parità di altre condizioni, una pressione del gas inferiore significa un vuoto di qualità superiore. Ad esempio, un aspirapolvere tipico produce aspirazione sufficiente a ridurre la pressione dell' aria di circa il 20%. Sono possibili vuoti di qualità molto superiore. Le camere a vuoto ultra-alte, comuni in chimica, fisica e ingegneria, operano al di sotto di un trilionesimo (10-12) della pressione atmosferica (100 nPa) e possono raggiungere circa 100 particelle/cm3. Lo spazio esterno è un vuoto di qualità ancora maggiore, con l' equivalente di pochi atomi di idrogeno per metro cubo in media. Secondo la comprensione moderna, anche se tutta la materia potesse essere rimossa da un volume, non sarebbe ancora "vuota" a causa delle fluttuazioni del vuoto, dell' energia scura, dei raggi gamma in transito, dei raggi gamma, dei raggi cosmici, dei neutrini e di altri fenomeni della fisica quantistica. Nell' elettromagnetismo del XIX secolo, si pensava che il vuoto fosse riempito di un mezzo chiamato etere. Nella fisica moderna delle particelle, lo stato di vuoto è considerato lo stato della materia.
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doc-16809
Nella meccanica quantistica e nella teoria del campo quantistico, il vuoto è definito come lo stato (cioè la soluzione alle equazioni della teoria) con la minore energia possibile (lo stato del suolo dello spazio di Hilbert). Nell' elettrodinamica quantistica questo vuoto è chiamato' vuoto QED' per distinguerlo dal vuoto della cromodinamica quantistica, indicato come vuoto QCD. Il vuoto QED è uno stato in cui non ci sono particelle importanti (da cui il nome) e non ci sono fotoni. Come descritto sopra, questo stato è impossibile da raggiungere sperimentalmente. (Sempre se ogni particella di materia potesse in qualche modo essere rimossa da un volume, sarebbe impossibile eliminare tutti i fotoni del corpo nero).
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doc-16811
Il vuoto è utile in una varietà di processi e dispositivi. Il suo primo uso diffuso fu nella lampadina ad incandescenza per proteggere il filamento dalla degradazione chimica. L' inerzia chimica prodotta dal vuoto è utile anche per la saldatura a fascio elettronico, la saldatura a freddo, il confezionamento sotto vuoto e la frittura a vuoto. L' ultra-elevato vuoto viene utilizzato nello studio di substrati atomicamente puliti, in quanto solo un ottimo aspirapolvere conserva superfici pulite su scala atomica per un tempo ragionevolmente lungo (sull' ordine di minuti a giorni). Il vuoto da alto a ultra-alto elimina l' ostruzione dell' aria, permettendo ai fasci di particelle di depositare o rimuovere materiali senza contaminazione. Questo è il principio alla base della deposizione chimica del vapore, della deposizione fisica del vapore e dell' incisione a secco, che sono essenziali per la fabbricazione di semiconduttori e rivestimenti ottici e per la scienza delle superfici. La riduzione della convezione fornisce l' isolamento termico delle bottiglie di thermos. Il vuoto profondo abbassa il punto di ebollizione dei liquidi e favorisce il degassamento a bassa temperatura che viene utilizzato per l' essiccazione al congelamento, la preparazione di adesivi, la distillazione, la metallurgia e lo spurgo dei processi. Le proprietà elettriche del vuoto rendono possibili microscopi elettronici e tubi sottovuoto, compresi i tubi a raggi catodici. L' eliminazione dell' attrito dell' aria è utile per lo stoccaggio dell' energia del volano e per le ultracentrifughe.
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