Ako sa meria podtlak?

Táto klasifikácia je v súlade s normou ISO 3529-1:2019, ale v praxi sa často vyskytujú rozdiely v závislosti od krajiny a oblasti použitia. Najmä chemici niekedy označujú spektrum 100 až 1 mbar, ktoré ich najviac zaujíma, ako „stredné vákuum“. 

Inžinieri často vôbec nehovoria o vákuu, ale namiesto toho hovoria o „nízkom tlaku“ alebo „podtlaku“. Vákuové tlakové režimy však možno veľmi dobre rozlíšiť podľa rozdielov a klasifikácie kinetického správania plynov a najmä ich typov prietoku. V dôsledku toho sa techniky na výrobu a meranie vákua v týchto rôznych rozsahoch výrazne líšia.

Všetky vákuové systémy na Zemi obsahujú vzduch pred evakuáciou a počas prevádzky sú takmer vždy obklopené vzduchom. Znalosť fyzikálnych a chemických vlastností atmosféry je preto rozhodujúca. 

Atmosféra Zeme sa skladá z mnohých plynov a vodnej pary na povrchu Zeme. Podľa definície je tlak vyvíjaný atmosférou relatívny k tlaku na hladine mora. Štandardný atmosférický tlak je 1013,25 mbar (zodpovedá predtým použitej mernej jednotke „atmosféra“) pri 0oC. Tabuľka VIII zobrazuje zloženie štandardnej atmosféry pri relatívnej vlhkosti 50 %, ale pri teplote 68 °F alebo 20 °C. 

Konkrétne v súvislosti s vákuovými technológiami je potrebné vziať do úvahy nasledujúce body týkajúce sa zloženia vzduchu: 

a) Pri vypúšťaní vákuového systému má vodná para významný vplyv, ktorý sa líši v závislosti od relatívnej vlhkosti vzduchu.  

b) Inertné atmosférické plyny, ako je hélium, neón, argón a krypton, si vyžadujú špecifické konfigurácie čerpania, najmä pre zachytávacie čerpadlá.

c) Napriek veľmi nízkemu obsahu hélia v atmosfére, ktorý je len približne 5 ppm (dielov na milión), sa tento inertný plyn prejavuje najmä v systémoch UHV a XHV, ktoré sú utesnené fluórovými elastomérmi a/alebo obsahujú sklenené alebo kremenné zložky. Dôvodom je vysoká konštanta priepustnosti hélia, ktorá môže do určitej miery účinne „preniknúť“ do týchto materiálov a to platí dokonca aj pre samotný materiál kovovej komory.

Atmosférický tlak klesá so stúpajúcou nadmorskou výškou (pozri obr. 9,3). VN sa vyskytuje v nadmorských výškach približne 100 km, zatiaľ čo podmienky UHV existujú nad 400 km. Plynové zloženie (v %) atmosféry sa výrazne mení so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou. (pozri obr. 9,4). 

Tlak plynu. (Množstvo: tlak; symbol: p; meranie: Pascal; Pa (alebo hPa) Pascal alebo milibar; skratka: mbar.) Tlak je sila aplikovaná kolmo na povrch predmetu na jednotku plochy. 

Používajú sa aj iné jednotky tlaku vrátane torr a mmHg. Tlak plynu, ktorý môže zdvihnúť ortuťový stĺpec o 1 mm pri 32 °F (0 °C), je 1 torr = 1 mmHg. 

Jednotka SI tlaku je Pa, kde 1 Pa = 1 N.m ^-2.

Pre štandardný atmosférický tlak (0^o C) 

1,013,25 mbar = 1013,25 hPa = 101,325 Pa = 760 torr = 760 mmHg.

Tlak p sa bežne označuje ako 

Absolútny tlak (p _abs ) je tlak definovaný vyššie. V aplikáciách vákuovej technológie sa index „abs“ vo všeobecnosti vynecháva. 

Celkový tlak vo vákuu je definovaný podľa Daltonovho zákona ako súčet zložiek čiastkového tlaku.

Parciálny tlak je tlak vyvíjaný jednotlivými druhmi plynu alebo výparov 

Poznámka: V niektorých aplikáciách je „čiastočný tlak“ definovaný ako súčet tlakov nekondenzovateľných plynov

Tlak nasýtených výparov p_sje tlak látky, kde rýchlosť odparovania z jej povrchu = rýchlosť rekondenzácie. Veľmi sa líši pri zmene teploty. Poznámka pri bežnom používaní Tlak nasýtených parov sa často označuje jednoducho ako „tlak pary“. Tento pojem sa odlišuje od iného pojmu vzťahujúceho sa na podmienky plynu/pary pri teplote kvapalného dusíka (LN₂ ); p_d, ktorý sa niekedy označuje aj ako tlak pary, kde p_d je čiastočný tlak pary schopnej skvapalnenia LN₂ pri teplote LN₂ (77 K);

ISO definícia štandardného atmosférického tlaku (0^o C) je taká, že

1,013,25 mbar = 1013,25 hPa = 101,325 Pa = 760 torr = 760 mmHg.

Koncový tlak p _end je minimálny tlak, ktorý možno dosiahnuť vo vákuovej nádobe. Nazýva sa aj koncový alebo základný tlak. Tento konečný tlak je určený celkovým zaťažením plynom a parou vo vákuovom systéme vrátane odplynenia, procesných zaťažení, únikov, permeácie a spätného toku v porovnaní s efektívnymi rýchlosťami čerpania použitých čerpadiel. Upozorňujeme, že v niektorých prípadoch to môže byť obmedzené aj neúčinnosťou čerpadiel, ako sú kompresné pomery turbomolekulárnych čerpadiel.

Kladné hodnoty pre pe označujú pretlak alebo manometer, záporné hodnoty označujú podtlak. 

Počas vákuového odsávania sa z nádoby odstraňujú plyny a/alebo výpary. V plynnom stave (alebo fáze) molekuly plynu pri miestnej/prevádzkovej teplote nekondenzujú. Para je tiež plynná látka, ktorá má teplotu nižšiu ako je jej kritická teplota. To znamená, že sa môže skvapalniť pri existujúcej teplote zvýšením tlaku. Nasýtené výpary sú plyny pri príslušnej teplote, ktoré sú v rovnováhe s kvapalnou fázou rovnakej látky.