O termo "vácuo" costuma ser mal-entendido. No
cotidiano, é comum o vácuo estar relacionado ou ser definido como um espaço
vazio de matéria. No entanto, alcançar tal estado é essencialmente impossível
na natureza.
Em outras palavras, podemos dizer que não existe qualquer
região no Universo que apresente vácuo absoluto ou perfeito, sem qualquer presença de
matéria ou partículas ocupando o espaço. Mesmo no espaço sideral, o vácuo é ainda
quase que vazio, de pressão extremamente baixa. Embora seja impossível emular o
vazio do espaço sideral na Terra, na prática, ambientes similares podem ser criados sob pressão extremamente baixa, para obtenção de vácuos parciais. Nessas regiões, as
pressões se apresentam muito menores que a pressão atmosférica externa.
Hoje, a aplicação do vácuo está presente nos mais variados processos de
fabricação (alimentícios, farmacêuticos, metalúrgicos, químicos, etc) e até em
nossas atividades rotineiras. De modo geral, o vácuo pode ser usado para vedar
embalagens visando a conservação de produtos, cozimentos de alimentos, tratamentos
na medicina (raio-X, esterilização), isolantes elétricos (ampolas, lâmpadas,
tubos catódicos), fundição de metais, filtragem de partículas ou resíduos, bombas
de sucção (líquidos, sólidos e gases), circuitos de refrigeração, entre outras práticas.
Vamos conhecer primeiro a pressão.
A pressão é geralmente o resultado de moléculas, dentro de
um gás ou líquido, interagindo em seus arredores - geralmente as paredes de um
recipiente fechado que o contém. Sua magnitude depende da força de impacto sobre uma área definida.
A relação entre pressão (p), força (F) e área (A) é dada por: p = F/A.
Essa equação se aplica a pressão muito baixa, como
no espaço sideral, ou muito alta, como em sistemas hidráulicos.
Portanto, a palavra pressão está correta quando se refere a
toda a gama de medições de "força dividida por área", embora em
pressões extremamente baixas o conceito de moléculas exercendo uma força se
torne mais abstrato.
Ao nível do mar, o ar tem uma pressão suficiente
para equilibrar ou manter uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura. Assim, dizemos
que a pressão atmosférica nesse lugar é de 760 mmHg. A partir desse nível de referência,
podemos medir diminuições (ou elevações) na pressão atmosférica em termos de
milímetros de mercúrio.
Manter unidades consistentes é igualmente importante. No
Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade oficial para medição de
pressão é o "newton por metro quadrado", que recebeu um nome especial
denominado "pascal" (símbolo: Pa).
Outras unidades costumeiras (não oficiais) conhecidas são atm, psi, Torr, µ (micron) e mbar. O milibar é uma unidade não SI mas aceita para uso com SI. Já,
as unidades atm, Torr, psi e µ são inaceitáveis no SI.
Então, o que é vácuo?
A definição de vácuo não é exata, mas é comumente
relacionada a uma pressão abaixo da atmosférica.
Normalmente, um sistema a vácuo artificial requer um volume isolado ou fechado (câmara) e uma bomba para remover as moléculas ou partículas interna, o que possibilita o desenvolvimento de um diferencial de pressão entre o volume e a atmosfera circundante. Nesse processo, um nível de vácuo desejado pode ser atingido, mas como é impossível removê-las completamente do recipiente, um vácuo absoluto ou perfeito nunca poderá ser obtido.
Não tem unidades separadas ou independentes e não dizemos
que "vácuo é igual a força dividida por área". No entanto, a pressão constitui uma relação fundamental que
governa o comportamento de todos os sistemas de vácuo. Isto implica que, sempre que a palavra vácuo for mencionada, a pressão em questão está entendida como abaixo da pressão atmosférica.
Outra definição da distinção entre pressão e vácuo vem das
indústrias que usam e fazem equipamentos de pressão e vácuo.
Em termos gerais, se a força nas paredes do recipiente de
contenção é suficiente para permitir sua medição diretamente, estamos lidando
com tecnologia de pressão, mas se a força for muito pequena para medição direta
e tiver que ser inferida indiretamente, estamos no reino da tecnologia do vácuo.
fonte: NPL
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| crédito: cern/hyperloop Aplicação do Vácuo na Área de Transporte e Pesquisa Figura à Esquerda: Ao combinar um motor elétrico ultraeficiente, levitação magnética e um ambiente a vácuo, as cápsulas do sistema Hyperloop viajarão a velocidade acima de 1.000 km/h. Figura à direita: O Large Hadron Collider (LHC), o mais poderoso acelerador de partículas do mundo, possui um total de 104 quilômetros de tubulação sob vácuo, quase tão rarefeito quanto o encontrado na superfície da lua. |
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