Hướng dẫn công thức tính áp suất chân không đơn giản, dễ hiểu
Hiểu rõ công thức tính áp suất chân không giúp kỹ sư và kỹ thuật viên xác định chính xác mức độ chân không trong các hệ thống đóng kín. Bài viết này sẽ cung cấp công thức chi tiết, các đơn vị liên quan để bạn áp dụng hiệu quả trong thực tế.
Nội dung chính
1. Đơn vị đo áp suất chân không
Áp suất chân không có thể được hiển thị dưới nhiều đơn vị khác nhau, tùy theo ứng dụng hoặc môi trường đo chân không khác nhau.
Dưới đây là 4 đơn vị đo áp suất chân không phổ biến mà bạn cần biết:
- Pascal (Pa): Đây là đơn vị áp suất chuẩn trong hệ đo lường quốc tế (SI), được xác định là lực 1 Newton tác động trên diện tích 1 mét vuông.
- Torr: Được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực khoa học và y tế, 1 Torr tương đương với 1/760 áp suất khí quyển chuẩn.
- Bar và millibar (mBar): Là các đơn vị thường thấy trong công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực khí nén và khí tượng học.
- mmHg (milimét thủy ngân): Mặc dù là đơn vị truyền thống, mmHg vẫn còn được áp dụng rộng rãi trong y học và một số phép đo khoa học.
Dưới đây là bảng quy đổi 4 đơn vị đo áp suất chân không phổ biến:
| Đơn vị | Quy đổi sang Pascal (Pa) |
| 1 Torr | 133.322 Pa |
| 1 Bar | 100,000 Pa |
| 1 mmHg | 133.322 Pa |
| 1 mBar | 100 Pa |
2. Công thức tính áp suất chân không
Công thức tính áp suất chân không
Theo nhiều tài liệu thống kê, trạng thái chân không được hiểu là môi trường có mật độ vật chất rất thấp trong một không gian cụ thể. Không gian này được xem là chân không khi áp suất bên trong nó thấp hơn mức áp suất khí quyển tiêu chuẩn.
Dựa vào mức độ áp suất, môi trường chân không được phân loại như sau:
- Chân không thấp: 100 Pa < P hay P > 100 Pa
- Chân không trung bình: 0.1 Pa < p < 100 Pa
- Chân không cao: 10⁻⁵ Pa < p < 0.1 Pa
- Chân không siêu cao: p < 10⁻⁵ Pa
Về lý thuyết, trong một không gian chân không hoàn hảo (tức chân không tuyệt đối), do không tồn tại phân tử vật chất nên thể tích, khối lượng và áp suất đều tiến gần đến giá trị bằng 0, tức là: P = 0. Tuy nhiên, trên thực tế, việc tạo ra môi trường chân không tuyệt đối là gần như không khả thi. Con người chỉ có thể tạo được các mức chân không tương đối.
Để đo đạc và theo dõi mức áp suất này, người ta sử dụng đồng hồ đo áp suất chân không – một thiết bị chuyên dụng trong các ngành kỹ thuật và nghiên cứu
3. Áp suất chân không bằng bao nhiêu?
Áp suất chân không không có một giá trị cố định mà phụ thuộc vào mức độ chân không được tạo ra. Có thể chia thành các mức áp suất như sau:
| Mức độ chân không | Khoảng áp suất (Pa) | Mô tả |
| Chân không thấp | 3×10⁴ – 10³ Pa | Tạo được bằng bơm cơ bản như máy hút bụi |
| Chân không trung bình | 10³ – 10⁻¹ Pa | Cần bơm chân không tốt hơn |
| Chân không cao | 10⁻¹ – 10⁻⁶ Pa | Yêu cầu hệ thống bơm nhiều cấp |
| Chân không siêu cao | < 10⁻⁶ Pa | Dùng trong môi trường nghiên cứu vật lý hoặc bán dẫn |
4. So sánh áp suất khí quyển và áp suất chân không
Dưới đây là thông tin so sánh áp suất chân không và áp suất khí quyển:
| Tiêu chí | Áp suất khí quyển | Áp suất chân không |
| Giá trị tiêu chuẩn | ~101.325 Pa | < 101.325 Pa |
| Mức độ tồn tại | Tự nhiên (trên bề mặt Trái Đất) | Nhân tạo hoặc trong không gian nhất định |
| Hệ quy chiếu | Là mốc 0 trong hệ đo áp suất tương đối | Có thể đo tương đối hoặc tuyệt đối |
| Thiết bị đo | Áp kế thông thường | Đồng hồ chân không, cảm biến điện dung, cảm biến ion |
Áp suất khí quyển là mức chuẩn làm cơ sở cho các hệ đo áp suất khác. Trong khi đó, áp suất chân không có giá trị thấp hơn áp suất khí quyển, được tạo ra bằng cách loại bỏ bớt không khí khỏi một không gian kín.
Việc hiểu rõ các đơn vị đo và công thức tính áp suất chân không là rất cần thiết trong thực tế kỹ thuật và sản xuất. Tùy vào mục đích sử dụng, bạn cần xác định đúng loại áp suất (tuyệt đối hay tương đối) và sử dụng thiết bị đo phù hợp để đảm bảo độ chính xác. Hy vọng qua bài viết này, biết cách tính áp suất chân không cũng so sánh được mối quan hệ giữa chân không và áp suất khí quyển.
