निर्वात

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^[1]	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^[2]
Interplanetary space				10^[1]
Interstellar space				1^[3]
Intergalactic space				10⁻⁶^[1]

निर्वात का वर्गीकरण

दाव की परास (रेंज) के आधार पर वर्ग
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 $\ {\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}}\$ 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 $\ {\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}}\$ 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-

निर्वात से सम्बन्धित प्रौद्योगिकियों के विकास का कालक्रम
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

बाहरी कड़ियाँ

↑ ^अ ^आ ^इ सन्दर्भ त्रुटि: <ref> का गलत प्रयोग; chambers नाम के संदर्भ में जानकारी नहीं है।
↑ Öpik, E. J. (May 1962), "The Lunar Atmosphere", Planetary and Space Science, Elsevier, 9 (5): pp. 211–244, आइ॰एस॰एस॰एन॰ 0032-0633, डीओआइ:10.1016/0032-0633(62)90149-6 |periodical= और |journal= के एक से अधिक मान दिए गए हैं (मदद)सीएस1 रखरखाव: फालतू पाठ (link).
↑ University of New Hampshire Experimental Space Plasma Group. "What is the Interstellar Medium". The Interstellar Medium, an online tutorial. मूल से 17 फ़रवरी 2006 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2006-03-15.

[chambers-1] अ ^आ ^इ सन्दर्भ त्रुटि: <ref> का गलत प्रयोग; chambers नाम के संदर्भ में जानकारी नहीं है।

[2] Öpik, E. J. (May 1962), "The Lunar Atmosphere", Planetary and Space Science, Elsevier, 9 (5): pp. 211–244, आइ॰एस॰एस॰एन॰ 0032-0633, डीओआइ:10.1016/0032-0633(62)90149-6 |periodical= और |journal= के एक से अधिक मान दिए गए हैं (मदद)सीएस1 रखरखाव: फालतू पाठ (link).

[3] University of New Hampshire Experimental Space Plasma Group. "What is the Interstellar Medium". The Interstellar Medium, an online tutorial. मूल से 17 फ़रवरी 2006 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2006-03-15.

[1]

[2]

[3]