निर्वात
(मुक्त आकाश से अनुप्रेषित)
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जब आकाश (स्पेस) के किसी आयतन में कोई पदार्थ नहीं होता तो कहा जाता है कि वह आयतन 'निर्वात (वैक्युम्) है। निर्वात की स्थिति में गैसीय दाब, वायुमण्डलीय दाब की तुलना में बहुत कम होता है। किन्तु स्पेस का कोई भी आयतन पूर्णतः निर्वात हो ही नहीं सकता।
कुछ स्थितियों में दाब के मान
| दाब (Pa) | दाब (Torr) | mean free path | प्रति cm3में अणुओं की संख्या | |
|---|---|---|---|---|
| Vacuum cleaner | approximately 80 kPa | 600 | 70 nm | 1019 |
| liquid ring vacuum pump | approximately 3.2 kPa | 24 | ||
| freeze drying | 100 to 10 Pa | 1 to 0.1 | 100μm | 1016 |
| rotary vane pump | 100 Pa to 100 mPa | 1 to 10−3 | 100μm to 10 cm | 1016-1013 |
| Incandescent light bulb | 10 to 1 Pa | 0.1 to 0.01 | 1mm to 1 cm | 1014 |
| Thermos bottle | 1 to 0.01 Pa[१] | 10−2 to 10−4 | 1 cm to 1m | 1012 |
| Earth thermosphere | 1 Pa to 100 nPa | 10−3 to 10−10 | 1 cm to 1000 km | 1014 to 106 |
| Vacuum tube | 10 µPa to 10 nPa | 10−7 to 10−10 | ||
| Cryopumped MBE chamber | 100 nPa to 1 nPa | 10−9 to 10−11 | 1..105 km | 109-104 |
| Pressure on the Moon | approximately 1 nPa | 10−11 | 4 X 105[२] | |
| Interplanetary space | 10[१] | |||
| Interstellar space | 1[३] | |||
| Intergalactic space | 10−6[१] |
निर्वात का वर्गीकरण
| दाब की रेंज | दाब hPa (mbar) | अणु प्रति सेमी3 | माध्य मुक्त पथ |
|---|---|---|---|
| सामान्य दाब | 1013,25 | 2,7 · 1019 | 68 nm |
| निम्न निर्वात | 300…1 | 1019…1016 | 0,1…100 μm |
| मध्यम निर्वात | 1…10−3 | 1016…1013 | 0,1…100 mm |
| उच्च निर्वात (HV) | 10−3…10−7 | 1013…109 | 100 mm…1 km |
| अल्ट्रा उच्च निर्वात (UHV) | 10−7…10−12 | 109…104 | 1…105 km |
| अति उच्च निर्वात (XHV) | < 10−12 | < 104 | > 105 km |
| आदर्श निर्वात (IV) | 0 | 0 | ∞ |
निर्वात के गुण
- प्रकाश का वेग c शून्य में प्रकाश के वेग c की ओर अग्रसर होता है। c0 <math> \ \overset{\underset{\mathrm{def}}{}}{=}\ </math> 299,792,458 m/s; प्रकाश का वेग सदा इससे कम ही होता है।
- अपवर्तन गुणांक (Index of refraction) n का मान 1.0की ओर अग्रसर होता है; जो कि अन्यथा सदा इससे अधिक होता है।
- Electric permittivity (ε) approaches the electric constant ε0 ≈ 8.8541878176x10−12 farads per meter (F/m).
- Magnetic permeability (μ) approaches the magnetic constant μ0 <math>\ \overset{\underset{\mathrm{def}}{}}{=}\ </math> 4π×10−7 N/A2.
- Characteristic impedance (η) approaches the characteristic impedance of vacuum Z0 ≈ 376.73 Ω.
निर्वात के उपयोग
- कम निर्वात (रफ् वैक्यूम) - १ टॉर से १ वायुमण्डलीय दाब तक
- यांत्रिक हैण्डिलिंग
- निर्वात पैकिंग
- छानना (फिल्टरिंग)
- तेलों से गैस निकालना (डीगैसिंग)
- विद्युत अवयवों (जैसे ट्रान्सफार्मर) का इम्प्रिगनेशन
- आसवन
- 10-4 टॉर दाब के आसपास
- पिघलाने, कास्टिंग, सिंटरिंग, हीट ट्रीटमेन्ट, ब्रेजिंग आदि धातुकर्मों में सुविधा होती है।
- निर्वात आसवन, फ्रीज ड्राइंग आदि रासायनिक प्रक्रियाओं में
(फ्रीज ड्राइंग (Freeze-drying) प्रक्रिया टीका निर्माण, अन्टीबायोटिक निर्माण, त्वचा एवं रक्त-प्लाज्मा के भण्डारण आदि में प्रयुक्त होती है। खाद्य-उद्योग में कॉफी को फ्रीज-ड्राई प्रक्रिया की जाती है जिससे उसे बिना रेफ्रिजिरेटर के ही भण्डारित किया जा सके।)
- 10-6 टॉर दाब के आसपास
- क्रायोजेनिक (अति निम्न ताप) के लिये
- विद्युत कुचालन (इन्सुलेशन्) के लिये
- बल्बों (लैम्प्स्), टीवी पिक्चर-ट्यूब, एक्स-किरण ट्यूब के लिये
- थिन-फिल्म कोटिंग के लिये (सौन्दर्यीकरण, प्रकाशकीय या वैद्युत उपयोग के लिये)
- मास-स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा लीक का पता करने के लिये।
- अनुसंधान में या अनुसंधान के उपकरणों में
- एलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (लगभग 10-6 टॉर दाब)
- कण त्वरक के बीम लाइन में, जहाँ से होकर एलेक्ट्रान या कोई अन्य आवेशित कण की बीम को गुजरना होता है।
- स्पेस सिमुलेशन
- 10-9 टॉर दाब के आसपास
- वैद्युत कुचालन
- उष्मानाभिकीय ()thermonuclear उर्जा परिवर्तन के प्रयोग
- माइक्रोवेव ट्यूब
- फिल्ड ऑयन सूक्ष्मदर्शी (field ion microscopes)
- फिल्ड उत्सर्जन सूक्ष्मदर्शी (field emission microscopes)
- अधिक ऊर्जा तक त्वरित किये गये आवशित कणों की बीम के भण्डारण के लिये रिंग
- विशेष प्रकार के स्पेस के प्रयोग्
- स्वच्छ-तल (clean-surface studies) के अध्ययन
निर्वात प्रौद्योगिकी का कालक्रम
निर्वात प्रौद्योगिकी में प्रमुख योगदान और उनका समय नीचे दिया गया है-
| वर्ष | विकासकर्ता | अनुसन्धान या विकास |
| 1643 | Evangelista Torricelli | 760 मिमी पारा स्तम्भ में निर्वात |
| 1650 | Blaise Pascal | ऊंचाई के साथ पारा स्तंभ की लम्बाई का परिवर्तन |
| 1654 | Otto von Guericke | पिस्टन निर्वात पम्प। मैगडेबर्ग का अर्धगोला |
| 1662 | Robert Boyle | आदर्श गैसों का दाब-आयतन नियम |
| 1679 | Edme Mariotte | आदर्श गैसों का दाब-आयतन नियमLey presión-volumen de los gases ideales |
| 1775 | Antoine Lavoisier | O2 और N2 के एक-एक अणु से वायु बनी है। |
| 1783 | डेनियल बर्नौली | गैसों का अणुगति सिद्धान्त |
| 1802 | Jacques Charles-J. Gay Lussac | चार्ल्स का नियम और गे लुसाक का नियम ; आदर्श गैसों का आयतन-तापमान नियम |
| 1803 | William Henry | हेनरी का नियम |
| 1810 | Medhurst | डाकघरों के बीच पहली वायवीय निर्वात लाइन का प्रस्ताव |
| 1811 | Amadeo Avogadro | सभी गैसों का आणविक घनत्व समान होता है; सभी गैसों का १ अणुभार सामान्य ताप और दाब पर २२.४ लीतर स्थान घेरता है। |
| 1850 | Geissler y August Toepler | Bomba de vacío mediante columna de mercurio |
| 1859 | जेम्स क्लर्क मैक्सवेल | आणविक गैसों में वेग-वितरण का स्वरूप |
| 1865 | Hermann Sprengel | स्प्रेंगेल का पम्प |
| 1874 | Herbert G. McLeod | मैक्लॉयड का निर्वातमापी |
| 1879 | Thomas Alva Edison | कार्बन फिलामेन्ट वाली प्रदीप्त बत्ती का निर्माणा |
| 1879 | William Crookes | कैथोड किरण नलिका |
| 1881 | Johannes van der Waals | वाण्डलवाल का वास्तविक गैसों का समीकरण |
| 1893 | James Dewar | Aislamiento térmico bajo vacío |
| 1895 | Wilhelm Röntgen | एक्स किरण |
| 1902 | John Ambrose Fleming | निर्वात डायोड |
| 1904 | Arthur Wehnelt | आक्साइड-लेपित कैथोड |
| 1905 | Wolfgang Gaede | घूर्णी (रोटरी) निर्वात पम्प |
| 1906 | Marcello Pirani | Vacuómetro de conductividad térmica |
| 1907 | Lee De Forest | निर्वात ट्रायोड |
| 1909 | William Coolidge | टंगस्टन फिलामेंट लैंप |
| 1909 | Martin Knudsen | El flujo molecular de los gases |
| 1913 | Wolfgang Gaede | आणविक निर्वात पम्प |
| 1915 | William Coolidge | एक-किरण नलिका |
| 1915 | Wolfgang Gaede | |
| 1915 | Irving Langmuir | अक्रिय गैस से भरा प्रदीप दीप |
| 1916 | Irving Langmuir | पारे का संघनन विसरण पम्प |
| 1916 | Oliver Ellsworth Buckley | गर्म कैथोड आयनीकरण गेज |
| 1923 | F. Holweck | आणविक पम्प |
| 1935 | W. Gaede | घूर्णी पम्प में गैस-वात्या (ballast) |
| 1936 | Kenneth Hickman | तैल विसरण पम्प |
| 1937 | F. M. Penning | कोल्ड कैथोड आयोनाइजेशन वेकोमीटर |
| 1950 | R. T. Bayard y D. Alpert | अति उच्च निर्वात के लिए आयनिकरण गेज |
| 1953 | H. J. Schwarz, R. G. Herb | आयनिक पम्प |
इन्हें भी देखें
- निर्वात नलिका (Vacuum tube)
- निर्वात पम्प
- निर्वात बम
बाहरी कड़ियाँ
- Applications of Vacuum Techniques
- The Foundations of Vacuum Coating Technology
- American Vacuum Society
- Journal of Vacuum Science and Technology A
- Journal of Vacuum Science and Technology B
- FAQ on explosive decompression and vacuum exposure.
- Discussion of the effects on humans of exposure to hard vacuum.
- Vacuum Energy in High Energy Physics
- Vacuum, Production of Space
- VIDEO on the nature of vacuum by Canadian astrophysicist Doctor P
- "Much Ado About Nothing" by Professor John D. Barrow, Gresham College