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何为真空
2018-11-02

    物理学上的“真空”是指没有或者不计气体分子和原子存在的空间,仅存在各种能量粒子的场空间;另一种是应用物理与技术所讨论的“真空”——低于一个大气压力的稀薄气体的空间状态。“真空”一词来自拉丁语“Vacuum”,意为“空虚”。真空分为自然真空和人造真空。


    地球上存在着自然状态的真空。包围地球的大气层,受地心引力(空气分子重力)的作用,离地面越高,空气越稀薄。衡量气体稀密程度的物理量为压力,气体分子处于无规则热运动之中,与物体碰撞时会产生压力。气体分子密度越大,气体压力也越大,在海平面上,大气产生的压力为101325Pa,约为100kPa,工程中称为一个标准大气压。而珠峰顶处的气压为32kPa,仅为海平面压力的三分之一左右。


    大气压力随着离地面高度的递增而降低,基本按指数规律下降。18km高空,大气压力降到标准大气压的十分之一,96km高空,只有百万分之一。地球大气层以外的宇宙真空,称为“空间真空”,它是典型的“自然真空”。


    人通过胸腔和腹腔之间的膈膜收缩和放松使肺呼吸,吸气时胸腔压力接近大气压力,呼气时降到半个大气压力以下,即人为的真空状态。进一步,人们运用科技手段,发明了各种真空泵去抽掉密闭容器中的气体,以获得“人为真空”,逐渐形成了“真空科学与技术”这个学科。但是,即使使用现代排气方法获得的最低压力,也只能达到10-12~10-13Pa。还远未达到绝对真空。

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