V reklame spoločnosti Vodafone sa zdá, že Google určite podá správnu a jednoznačnú odpoveď na túto otázku. Problém je v tom, že otázka nie je vôbec jednoznačná. Čo sa myslí tými stupňami? Môže ísť o pásma vákua alebo o teplotné stupne.
Na aké pásma je delené vákuum?
Z pohľadu technika je vákuum prostredie, z ktorého je odčerpaný vzduch, takže je v ňom nižší tlak ako atmosférický.
Podľa tlaku rozlišujeme rôzne pásma vákua, celkom šesť stupňov vákua:
- Podtlak – používa sa napr. pri vákuovom balení a pri uchopovaní predmetov v manipulačných a baliacich linkách
- Hrubé vákuum (300 až 1 mbar) – chemicky nečinné prostredie, ktoré bráni oxidácii žeravých súčastí, a preto sa používa vo výbojkách, žiarovkách, pri vákuovom ohreve, tavení, zváraní, spájkovaní atď.
- Jemné vákuum (1 až 0,001 mbar) – vákuové a röntgenové výbojky
- Vysoké vákuum (10⁻³ až 10⁻⁷ mbar) – vákuové elektrónky a obrazovky, výroba polovodičov
- Ultravysoké vákuum (10⁻⁷ až 10⁻¹²) – v urýchľovačoch častíc
- Extrémne vysoké vákuum (<10⁻¹² mbar) – v urýchľovačoch častíc či v tokamakoch
Akú teplotu má vákuum?
Poďme otázku zjednodušiť na teplotu dokonalého vákua.
Mnohí z nás si spomenú na to, že na strednej škole sa vo fyzike učilo, že teplota vákua je –273,15 °C, 0 K, teda absolútna nula.
|
Ale pozrime sa na to bližšie. Teplo je energia, pohyb molekúl. Čím rýchlejšie sa molekuly pohybujú, tým väčšie je teplo. Teplota je mierou toho, ako rýchlo sa pohybujú molekuly danej látky. Vákuum je vzduchoprázdno. Keď si predstavíme, že dokonale vyčerpáme vzduch z nejakej nádoby, takže v nej nezostanú žiadne molekuly, nie je tam žiadny pohyb, teplo, ani teplota. Vo vákuu teda nie je teplota, ktorú by bolo možné zmerať. |
 |
Inak je to s teplotou vo vesmíre. Ale ani tam nemá vákuum hodnotu absolútnej nuly, –273,15 °C (0 K), ale kvôli fotónovému žiareniu je tam teplota necelých 3 K, teda približne –270 °C.
Teplota vákua a elektromagnetické žiarenie
Povedali sme si, že v nádobe s dokonalým vákuom nie je žiadny pohyb molekúl. Ale predsa sa v nej niečo hýbe, a to sú elektromagnetické vlny. Pri elektromagnetickom vlnení sa nehýbu žiadne častice. Pohyb, a tým aj teplo, vyvoláva zväčšovanie a zmenšovanie elektrického a magnetického poľa. Vzniká vlnenie, a to dopadá na steny nádoby a zahrieva ich (odovzdáva im svoju energiu), zároveň však steny nádoby tepelne žiaria. Ak je nádoba izolovaná od okolitého sveta, časom sa vyrovná intenzita dopadajúceho a vyžarovaného elektromagnetického žiarenia – steny nádoby aj vákuum sú v termodynamickej rovnováhe a majú rovnakú teplotu. Vákuum má teda teplotu zodpovedajúcu teplote predmetov, s ktorými je v termodynamickej rovnováhe. Aj tu platí, že teplotu vákua nie je možné zmerať a počíta sa z intenzity a spektra žiarenia.
