• А
  • Б
  • В
  • Г
  • Д
  • Е
  • Ж
  • З
  • И
  • Й
  • К
  • Л
  • М
  • Н
  • О
  • П
  • Р
  • С
  • Т
  • У
  • Ф
  • Х
  • Ц
  • Ч
  • Ш
  • Щ
  • Ф
  • Э
  • Ю
  • Я
  • Вакуоли

    Вакуоли (франц. vacuole, от лат. vacuus - пустой), небольшие, большей частью шаровидные, полости в животных и растительных клетках или одноклеточных организмах. В клетках ряда многоклеточных…



    Вакус

    Вакус, вакка. (эст. vakus), 1) административная единица в средние века у эстов и ливов. Число крестьянских хозяйств, входивших в В., колебалось от 10 до 100. 2) Традиционное собрание дворохозяев в…



    Вакуум-инфильтрация

    Вакуум-инфильтрация, метод изучения действия ферментов в живом растении, заключающийся во введении в листья растворов различных веществ. При В.-и. исследуемую часть растения погружают в раствор, над…



    Вакуум-ковш

    Вакуум-ковш, литейный ковш для извлечения металлургических расплавов из ванн. В.-к. плотно закрывается крышкой, через которую пропущена труба; второй конец трубы погружен в расплавленный металл. В В.-…



    Вакуумметр

    Вакуумметр (от вакуум и... метр), вакуумный манометр, прибор для измерения давления разреженных газов. Принцип действия, описание устройства и назначения различных В. см. в ст. Вакуумметрия…



    Вакуумметрия

    Вакуумметрия (от вакуум и... метрия), совокупность методов измерения давления разреженных газов. Универсального метода измерений вакуума не существует. При измерении давления основываются на различных физических закономерностях, прямо или косвенно связанных с давлением или плотностью газа. Единица давления в Международной системе единиц (СИ) — ньютон на квадратный метр (н/м2). В вакуумной технике применяется также внесистемная единица мм рт. ст. 1 мм рт. cт. = 133,322 н/м2.Измеряют вакуум вакуумметрами, каждый из которых имеет свой диапазон измерения давлений (рис. 1). По устройству вакуумметры разделяются на жидкостные, механические (деформационные, мембранные и др.), компрессионные (например, вакуумметр Мак-Леода), тепловые (термопарный и теплоэлектрический), ионизационные, магнитные, электроразрядные, вязкостные, радиометрические. Этими вакуумметрами измеряют полное давление.

    При оценке вакуума, помимо полного давления, часто необходимо измерять парциальные давления компонентов газа. Для этого пользуются некоторыми типами масс-спектрометров и специальными измерителями. В отличие от аналитических масс-спектрометров, измерители парциальных давлений не имеют собственной вакуумной системы и устанавливаются непосредственно на откачиваемых объёмах. Диапазон измерений парциальных давлений 103—10-10 н/м2 (10— 10-12 мм рт. ст.).

    В жидкостном (гидростатическом) вакуумметре (рис. 2) газ давит на жидкость, находящуюся в U-oбразной трубке. В одном из колен находится газ при измеряемом давлении рв,а в другом — при известном (опорном) давлении рк. Если плотность жидкости r, то разность давления в коленах уравновесится столбом жидкости высотой h:

    рв — pk = grh,

    где g — ускорение свободного падения; обычно pk "рв. Применяемые жидкости (ртуть или вакуумные масла) имеют малое парциальное давление пара при рабочей температуре и химически нейтральны по отношению к газам и материалу трубки. Жидкостные вакуумметры бывают с закрытым и открытым коленом, колокольные и др. Недостатки жидкостных вакуумметров: проникновение паров жидкости в вакуумную систему, небольшой диапазон измерения давлений с нижним пределом до 10-1 н/м2 (10-3 мм рт. ст.).

    В механическом вакуумметре газ давит на чувствительный элемент (спиральную трубку, сильфон, мембрану). Например, в мембранном вакуумметре (рис. 3) мембрана герметически отделяет вакуумную систему от объёма, в котором поддерживается постоянное опорное давление, обычно в 100—1000 раз меньше измеряемого. Деформация мембраны передаётся стрелке, передвигающейся по шкале. При измерении малых давлений для повышения чувствительности мембрану соединяют с электрическим датчиком. Механический вакуумметр обычно позволяет измерять давления до 102 н/м2(1 мм рт. ст.).

    Компрессионным вакуумметром (рис. 4) можно измерять более низкие давления 10-3 н/м2 (10-5 мм рт. ст.). Действие такого вакуумметра основано на Бойля — Мариотта законе. Основные части прибора: баллон объёмом V, два капилляра одинакового диаметра d, один из которых запаян, и трубка, соединяющая прибор с системой, в которой измеряется давление; снизу вводится жидкость (в большинстве случаев ртуть), которая отсекает в объёме V газ при измеряемом давлении р и затем сжимает его до давления p р в малом объёме запаянного капилляра

    где h — высота части капилляра, не заполненная жидкостью. Давление p1 определяется по разности уровней столбиков жидкости в запаянном и открытом капиллярах. По закону Бойля — Мариотта p = p1 V1/V, таким образом измеряемое давление можно определить, если известны d и V.

    Показания жидкостных, механических и компрессионных вакуумметров не зависят от природы газа.

    Для измерения вакуума до 10-2 н/м2 (10-4 мм рт. ст.) можно применять также и тепловой вакуумметр, принцип действия которого основан на зависимости теплопроводности разреженных газов от давления. Датчиком прибора служит герметичный баллон с проволокой, нагреваемой электрическим током. При изменении давления в системе изменяется отвод тепла от нити датчика и, следовательно, её температура (при постоянной мощности). Различают термопарные вакуумметры, температура нити которых измеряется присоединённой к ней термопарой, и теплоэлектрические вакуумметры сопротивления, температуру нити которых определяют по её электрическому сопротивлению.

    В ионизационном вакуумметре газ ионизуется каким-либо источником постоянного ионизующего излучения. Интенсивность ионизации газа зависит от давления. В электронных ионизационных вакуумметрах ионизация производится потоком электронов. Обычно такой вакуумметр имеет три электрода (рис. 5): катод К, анод А, создающие электрическое поле, которое ускоряет электроны и сообщает им энергию, необходимую для ионизации; отрицательный коллектор Кол, собирающий образующиеся в газе положит, ионы. Сила ионного тока в цепи коллектора служит мерой давления газа. Ионизационными вакуумметрами можно измерять вакуум в широких пределах (см. рис. 1). Сверхвысоковакуумным ионизационным вакуумметром, так называемой лампой Байярда-Альперта (рис. 6), можно измерять давления в широких пределах. Этот вакуумметр имеет катод, находящийся снаружи, и коллектор, которым служит тонкая проволока, помещенная внутри анодной сетки. Таким вакуумметром можно измерять давления до 10-8 н/м2 (10-10 мм рт. ст.). Ионизационный вакуумметр Лафферги (рис. 7) работает в магнитном поле. Это позволяет удлинить пути электронов в рабочем пространстве и обеспечить высокую эффективность ионизации при очень малом электронном токе. Нижний предел измерений такого вакуумметра — 10-11 н/м2 (10-13 мм рт. ст.). Для измерения давлений до 10-5 н/м2 (10-7 мм рт. ст.) применяют ионизационный радиоизотопный вакуумметр (альфатрон), в котором ионизация газа осуществляется a-частицами.

    В магнитном электроразрядном вакуумметре использована зависимость тока электрического разряда в магнитном поле от концентрации газа, а следовательно, и от его давления. Этими вакуумметрами также можно измерять сверхвысокий вакуум до 10-12 н/м2 (10-14 мм рт. cm.). Вакуумметр (рис. 8) состоит из преобразователя, имеющего 2 плоскопараллельные катодные пластины К и помещенный между ними кольцевой анод А, плоскость которого параллельна пластинам. Трубка расположена в магнитном поле постоянного магнита с напряжённостью Н =32 ка/м (400 э); направление поля перпендикулярно пластинам. Между электродами приложено напряжение U = 2—3 кв через сопротивление R = 1 Мом. Сила разрядного тока служит мерой давления и измеряется гальванометром Г. Совместное действие электрического и магнитного полей многократно удлиняет траектории электронов и увеличивает вероятность ионизации газа. Это приводит к возникновению и существованию самостоятельного разряда при очень низких давлениях. Первыми электроразрядными вакуумметрами измеряли давления до 10-2 н/м2(10-4 мм pт. ст.), а современными электроразрядными вакуумметрами (в том числе выпускаемыми в СССР) — до 10-12н/м2(10-14 мм рт. ст.).

    Вязкостный вакуумметр применяют в лабораторной практике для измерения давлений до 10-4 н/м2(10-6 мм рт. ст.). Принцип его действия основан на зависимости вязкости разреженного газа от его давления. Существуют демпферный вязкостный вакуумметр и вязкостный вакуумметр с диском. В первом мерой давления служит время затухания свободных колебаний какого-либо вибратора в газе. Во втором — вращающийся с большой скоростью диск передаёт через газ вращающий момент др. диску, подвешенному на тонкой нити; угол поворота этого диска служит мерой давления.

    В радиометрическом вакуумметре используется радиометрический эффект. Между двумя неодинаково нагретыми пластинами, помещенными в разреженный газ, возникают силы, отклоняющие пластины на величину, пропорциональную давлению газа. Показания такого вакуумметра почти не зависят от природы газа. Предел измерения 10-5 н/м2(10-7 мм рт. ст.).

    Лит.: Дэшман С., Научные основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1964; Эшбах Г. Л., Практические сведения по вакуумной технике, М.—Л., 1966; Лекк Д. Х., Измерение давления в вакуумных системах, пер. с англ., М., 1966; Востров Г. А. и Розанов Л. Н., Вакуумметры, Л., 1967.

    А. П. Аверина, А. М. Григорьев, Л. П. Хавкин.

     

    Вакуум (физический)

    Вакуум физический, среда, в которой нет частиц вещества или поля. В технике В. называют среду, в которой содержится "очень мало" частиц; чем меньше частиц находится в единице объёма такой среды, тем…

    Метрия

    Метрия (от греч. metreo - измеряю), часть сложных слов, соответствующая по значению слову "измерение" (например, геометрия, фотометрия)…

    Парциальное давление

    Парциальное давление (позднелат. partialis - частичный, от лат. pars - часть), давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при…

    Масс-спектрометры

    Масс-спектрометры, приборы для разделения ионизированных частиц вещества (молекул, атомов) по их массам, основанные на воздействии магнитных и электрических полей на пучки ионов, летящих в вакууме. В…

    Вакуумное масло

    Вакуумное масло, жидкость с низким давлением пара при комнатной температуре; относится к вакуумным материалам. Применяется главным образом как рабочая жидкость в паромасляных насосах и уплотняющая…

    Бойля - Мариотта закон

    Бойля - Мариотта закон, один из основных газовых законов, согласно которому при постоянной температуре объём V данной массы идеального газа обратно пропорционален его давлению р, т. е. pV = C = const…

    Альфатрон

    Альфатрон, радиоактивный вакуумметр, прибор для определения давления газа. Действие основано на измерении электропроводности исследуемого газа, ионизованного a-излучением радия или плутония (…

    Радиометрический эффект

    Радиометрический эффект, проявление действия силы отталкивания между двумя поверхностями, поддерживаемыми при разных температурах (T1 > T2)и помещенными в разреженный газ. Р. э. вызывается тем, что…