Para realizar este experimento necesitaremos: una placa de cristal, una vela, un vaso, agua y una servilleta de papel. Con él comprobaremos cómo funciona el vació gracias a la presión del aire.
Mojamos la servilleta de papel y la colocamos en el centro del cristal. Ponemos la vela encima de la servilleta y la encendemos. Colocamos el vaso encima, esperamos a que se apague la vela y… ¡El vaso levanta el cristal! ¿Pero, por qué? Al tapar la vela con el vaso, el interior se queda sin oxígeno, generándose el vacío, y la llama se apaga. Esto hace que el aire del interior se enfríe disminuyendo la presión. Para igualar la diferencia de presión del aire entre el interior y el exterior, los gases bajan y son absorbidos por el papel. Esto contrae el vidrio y hace posible levantarlo con el vaso.
¿Qué es el vacío?
Es un espacio desprovisto de materia. Una aproximación a dicho vacío es una región con una presión gaseosa mucho menor que la presión atmosférica. Los físicos a menudo discuten los resultados de pruebas ideales que ocurrirían en un vacío perfecto. Usan el término vacío parcial para referirse a un vacío imperfecto real como uno podría tener en un laboratorio o en el espacio. En ingeniería y física aplicada, por otro lado, el vacío se refiere a cualquier espacio en el que la presión es considerablemente más baja que la presión atmosférica. El término latino in vacuo se utiliza para describir un objeto que está rodeado por un vacío.
La calidad de un vacío parcial se refiere a qué tan cerca se acerca a un vacío perfecto. En igualdad de condiciones, una presión de gas más baja significa un vacío de mayor calidad. Por ejemplo, una aspiradora típica produce suficiente succión para reducir la presión del aire en aproximadamente un 20%. Pero son posibles aspiradoras de mayor calidad. Las cámaras de vacío ultra alto, comunes en química, física e ingeniería, operan por debajo de una billonésima parte (10-12) de la presión atmosférica (100 nPa) y pueden alcanzar alrededor de 100 partículas/cm3. El espacio exterior es un vacío de calidad aún mayor, con el equivalente a unos pocos átomos de hidrógeno por metro cúbico en promedio en el espacio intergaláctico.
Aplicaciones
Es muy útil en una variedad de procesos y dispositivos. Su primer uso generalizado fue en la bombilla incandescente para proteger el filamento de la degradación química. La inercia química producida por el vacío también es útil para la soldadura por haz de electrones, la soldadura en frío, el envasado al vacío y la fritura al vacío. El ultraalto se utiliza en el estudio de sustratos limpios atómicamente, ya que solo uno muy bueno conserva las superficies limpias a escala atómica durante un tiempo razonablemente largo (del orden de minutos a días).
El vacío de alto a ultra alto elimina la obstrucción del aire, lo que permite que los haces de partículas depositen o eliminen materiales sin contaminación. Este es el principio detrás de la deposición química de vapor, la deposición física de vapor y el grabado en seco, que son esenciales para la fabricación de semiconductores y recubrimientos ópticos, y para la ciencia de superficies. La reducción de la convección proporciona el aislamiento térmico de los termos.
El vacío profundo reduce el punto de ebullición de los líquidos y promueve la desgasificación a baja temperatura que se utiliza en el secado por congelación, la preparación de adhesivos, la destilación, la metalurgia y la purga de procesos. Sus propiedades eléctricas hacen posible los microscopios electrónicos y los tubos de vacío, incluidos los tubos de rayos catódicos. Los tubos de maniobra al vacío se utilizan en aparamenta eléctrica. Los procesos de arco de vacío son industrialmente importantes para la producción de ciertos grados de acero o materiales de alta pureza. La eliminación de la fricción del aire es útil para el almacenamiento de energía del volante y las ultracentrífugas.
