Влияние вакуума на температуру многогранно и связано с изменением давления, механизмов теплопередачи и точек кипения веществ. В вакууме снижение давления может понизить температуру кипения жидкостей, повысить однородность температуры и изменить способ передачи тепла.
Снижение давления и температура кипения:
В вакууме давление значительно снижается. Согласно уравнению Клаузиуса-Клапейрона, снижение давления понижает температуру кипения жидкостей. Это происходит потому, что требуется меньше энергии, чтобы преодолеть атмосферное давление и заставить жидкость превратиться в газ. Этот эффект особенно полезен в таких процессах, как вакуумная дистилляция, где летучие растворители могут испаряться при более низких температурах, а испарившиеся молекулы затем конденсироваться на охлажденной поверхности.Равномерность температуры:
В вакуумных печах температура может быть более равномерно распределена по нагреваемому узлу. Это очень важно в таких процессах, как пайка, где поддержание постоянной температуры необходимо для целостности соединяемых материалов. Равномерность достигается за счет точного управления вакуумной печью, которое позволяет лучше регулировать температуру по сравнению с другими методами, такими как пайка горелкой или индукционная пайка.
Теплопередача в вакууме:
В вакууме передача тепла происходит в основном за счет излучения, так как в нем мало молекул, способных проводить или передавать тепло. Скорость радиационной теплопередачи пропорциональна четвертой мощности абсолютной температуры (T), как описывает закон Стефана-Больцмана (e = C (T/100)^4). Это означает, что при повышении температуры скорость передачи тепла излучением резко возрастает. Это свойство полезно в процессах вакуумного нагрева, где целью является нагрев материалов без окисления или других вредных последствий, которые могут возникнуть в воздухе.
Уровни вакуума и их влияние:
