Vácuo

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Câmara de vácuo sendo aberta por engenheiro

Na química, na física e na linguagem cotidiana, o vácuo é a ausência de matéria em uma certa região do espaço. O vácuo perfeito, porém, não é possível na Natureza, ainda que ocorram situações muito próximas dele (por exemplo, no espaço intergaláctico). Na física clássica, um vácuo parcial em uma certa região do espaço pode ser quantificado referindo-se à pressão naquela região (o vácuo perfeito teria pressão zero). No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade para a pressão é o pascal (Pa). A pressão também pode ser expressa como uma porcentagem da pressão atmosférica usando o bar ou a escala barométrica.

Graus do vácuo ou Energia[editar | editar código-fonte]

  • pressão atmosférica = 760 torr ou 100 kPa
  • aspirador = cerca de 300 torr ou 40 kPa
  • bomba de vácuo mecânica = cerca de 10 millitorr ou 1.3 Pa
  • próximo do espaço = cerca de 10−6 torr ou 130 μPa
  • pressão na Lua = cerca de 10−8 torr ou 1.3 μPa
  • Câmara de vácuo cryopump MBE (molecular beam epitaxy) = 10−9 - 10−11 torr
  • espaço interestelar = cerca de 10−10 torr ou 13 nPa

Criando um vácuo de energia[editar | editar código-fonte]

Ao criar-se um vácuo parcial de energia, a matéria no volume sendo evacuada flui diferentemente sob pressões diferentes, numa forma baseada na teoria de gases rarefeitos. Inicialmente, uma bomba de vácuo pode ser usada para remover o material. Como as moléculas interagem entre si, elas empurram as suas vizinhas naquilo que se designa por fluxo viscoso. Quando a distância entre as moléculas aumenta, as moléculas interagem com as paredes da câmara mais frequentemente do que outras moléculas e a extracção por compressão já não é efectiva.

Nesta altura, o sistema entrou num estado chamado de regime molecular, onde a velocidade de cada molécula é aproximadamente aleatória. Métodos para remover o gás permanecente incluem os seguintes:

  1. Converter as moléculas de gás ao seu estado sólido congelando-as, chamado criogênico.
  2. Convertendo-as ao estado sólido ao combiná-las electricamente com outros materiais, chamado de compressão iónica (em inglês: ion pump/ion pumping).
  3. Uso de outra bomba especializada. Exemplos são a bomba turbomolecular ou bomba de difusão.

A pressões extremamente baixas, a saída do gás (dessorção) do vasilhame em vácuo ocorre ao longo de algum tempo. Mesmo se um alto vácuo é gerado num contentor hermeticamente selado, não há garantia de que uma adequadamente baixa pressão irá continuar, a não ser que se assegure que haja uma saída. Esta dessorção é geralmente pior a temperaturas maiores, além de estar presente em todos os materiais, em maior ou menor grau dependendo de sua constituição física. O vapor de água é um componente de dessorção primário, mesmo em vasilhames de metal duro (tais como aço inoxidável ou titânio).

A dessorção gasosa pode ser reduzida pelo aquecimento anteriormente à produção do vácuo. Vasilhames confeccionados com um material altamente gás-permeável tal como o paládio (que é uma esponja de hidrogénio de alta capacidade) criam especiais problemas de dessorção do gás.

As flutuações quânticas no vácuo[editar | editar código-fonte]

Segundo a teoria quântica de campos, mesmo na ausência total de átomos ou de qualquer partícula elementar, o espaço não pode ser considerado totalmente vazio. A razão disso é que pares partícula-antipartícula virtuais estão sendo formados e aniquilados o tempo todo no "vácuo", [1] fenômeno às vezes chamado "flutuação do vácuo". As partículas virtuais distinguem-se das "reais" por serem indetectáveis individualmente[2] ; porém, podem produzir efeitos mensuráveis, como o efeito Casimir.[3]

Aplicações industriais[editar | editar código-fonte]

O vácuo pode ser usado para fechar embalagens de produtos alimentícios, dando maior tempo de validade enquanto a embalagem estiver fechada. Usa-se muito esse processo em embalagens de pó de café, e também nos aspiradores usados na limpeza doméstica, onde nele há um ventilador que "empurra" o ar interno para a parte de "trás" do aspirador. Com isso ele diminui o número de moléculas de ar interno, provocando uma redução na pressão, a qual fica, então, menor que a pressão do ar externo. Desse modo, a pressão atmosférica "empurra" o ar para dentro do aparelho.

Referências

  1. Griffiths, David. Introduction to elementary particles. [S.l.]: John Wiley & Sons, 1987. p. 63. ISBN 0-471-61544-7.
  2. Griffiths, David. Introduction to elementary particles. [S.l.]: John Wiley & Sons, 1987. p. 58. ISBN 0-471-61544-7.
  3. Matsas, George E. A.. (agosto 2003). "O vácuo quântico cheio de surpresas". Scientific American Brasil 15: 32. Disponível no Site de George E. A. Matsas (PDF). Visitado em 29 de setembro de 2011.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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