הסבר על תופעה פיזיקלית חיונית והקשר להולכה חשמלית
שימושים בחיי היום-יום שיכולים להסביר מה זה ואקום וההשפעות שלו בתחומים שונים
אז מה זה ואקום אשר מוגדר כמצב פיזיקלי שבו הלחץ נמוך מהלחץ האטמוספרי הרגיל, עד כדי היעדר כמעט מוחלט של חלקיקים באוויר.
תופעה זו נמצאת בשימוש נרחב במגוון תחומים – למשל, ידית ואקום המשמשת להרמה של משטחים חלקים וגם כאלה שלא חלקים לחלוטין.
לידת ואקום שבה נעשה שימוש במכשיר ואקום רפואי לסיוע בלידה, ולהבדיל אריזות מזון בוואקום השומרות על הטריות לאורך זמן.
בתחום האנרגיה הסולארית, צינורות ואקום במערכות לחימום מים שומרים על הפרש הלחצים בין פנים הצינור לחוץ – דבר המסייע בבידוד חום.
בנוסף, קיימים חדרי ואקום להולכה חשמלית, שבהם תנאי ריק מונעים התנגדות או קשתות חשמליות.
לקריאה נוספת:
מה זה ואקום בפיזיקה?
הגדרה בסיסית והקשר לתנאים טבעיים
ההגדרה של ואקום בפיזיקה מדברת על סביבה שבה הלחץ נמוך מהלחץ האטמוספרי, כלומר יש בה כמות מזערית ופחותה של חלקיקים – לעיתים קרובות עד כדי היעדר כמעט מוחלט של מולקולות גז.
במצב של ואקום כמעט מוחלט, תנועת החלקיקים מוגבלת מאוד – דבר המשפיע על הולכת חום, גלי קול, ואף על תגובות כימיות מסוימות.
בטבע, אין כמעט אזורים שבהם מתקיים ואקום מוחלט, אך לדוגמה, החלל החיצון נחשב לבעל ואקום קיצוני, שבו הלחץ כה נמוך עד שאין כמעט התנגשויות בין חלקיקים.
מחקרים בתחום זה תרמו רבות לפיתוח טכנולוגיות כמו מערכות בקרה חלליות, ציוד רפואי, ותעשיית השבבים.
רמות ואקום – בין חלקי למוחלט
המונח "ואקום" מתייחס לסקאלה שלמה של מצבים – החל מ"ואקום נמוך" שבו יש עדיין כמות משמעותית של מולקולות, ועד ל"ואקום גבוה" המשמש בתעשיות מתקדמות כמו מיקרואלקטרוניקה.
מה זה ואקום גבוה? זהו מצב שבו הלחץ נמוך פי מיליונים מהלחץ האטמוספרי, ומושג בעזרת משאבות טורבו או יינון.
יחידות מידה למדידת ואקום
נהוג למדוד ואקום ביחידות של לחץ – לרוב בפסקל (Pa), מיליבר (mbar) או מילימטר כספית (mmHg).
לדוגמה, לחץ אטמוספרי רגיל הוא כ-1013 mbar, ואילו בוואקום גבוה ניתן להגיע לערכים של 10⁻⁶ mbar ואף פחות.
ההבחנה ברמות הלחץ חשובה במיוחד לצרכים מדעיים וטכנולוגיים, שם כל ירידה בלחץ משפיעה ישירות על תוצאות הניסוי או תפקוד המכשיר.
מה זה ואקום בתעשייה וייצור?
שימוש בואקום בתעשיית המזון
אז מה זה ואקום בתחומי ייצור ושימוש המזון?
בתחום המזון, נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיות ואקום לשמירה על טריות, הארכת חיי מדף, הפחתת בזבוב וכו'.
אריזות בוואקום מוציאות את האוויר מאריזת המזון, ובכך מונעות חמצון, התרבות חיידקים, וגם פגיעה בטעם או במרקם של המוצר.
טכנולוגיות ואקום לאריזה תעשייתית
המכונות אשר משמשות לכך כוללות משאבות ואקום חזקות, תאי סגירה אטומים, ומנגנוני איטום חום.
תהליכים אלה מתבצעים לרוב באולמות ייצור סטריליים, ומותאמים לסוגי מוצרים שונים: החל במזון יבש, דרך הגבינות, ועד לבשר ודגים.
שימוש נכון בטכנולוגיית ואקום משפר את אפקטיביות האריזה, תורם לבטיחות המזון, ומפחית תלות בחומרי שימור.
מכונות אלה שואבות את האוויר מתוך האריזה ולאחר מכן אוטמות אותה, ומאפשרות שמירה על מזון יבש, בשר, גבינות ועוד – בטמפרטורת החדר או בקירור.
מה זה ואקום בהנדסה ובטכנולוגיה?
צינורות ואקום במערכות סולאריות
לדוגמא במערכות לחימום מים, נעשה שימוש בצינורות ואקום לצורך בידוד תרמי. בתוך הצינור שורר ואקום חלקי המונע איבוד חום החוצה, כך נשמרת יעילות אנרגטית גבוהה.
ההבדל ברמת הלחצים בין פנים הצינור לסביבתו משמש כבסיס להולכת חום אפקטיבית.
חדרי ואקום להולכה חשמלית
בתעשיות אלקטרוניקה וחלל, נעשה שימוש בחדרי ואקום כדי למנוע תופעות כמו קשתות חשמליות, שיכולות להיווצר בנוכחות גזים.
בכך מתאפשרת הולכה בטוחה, יציבה ויעילה יותר.
מה זה ואקום ברפואה ובחיי היומיום?
מוצרי יומיום המבוססים על ואקום
מה זה ואקום כשמדובר בשימושי יום-יום? תופעת הואקום משולבת כיום במוצרים רבים – החל בשואבי אבק ביתיים הפועלים על עקרון של שאיבת אוויר ויצירת לחץ שלילי, ועד ידיות ואקום המשמשות להרמה של משטחים כמו זכוכית או אריחים.
במטבח, ניתן למצוא קופסאות אחסון ושימור מזון עם מכסה ואקום אשר מאריכות את חיי המדף של מזון.
גם מתלים לאריחים באמבטיה מסתמכים על ואקום לאחיזה מיידית וללא קידוח.
מה זה ואקום ברפואה – לידת ואקום
בתחום הרפואה, אחת הדוגמאות הבולטות לשימוש בוואקום היא בלידות.
לידת ואקום מתבצעת כאשר נעזרים במכשיר ייעודי המתחבר לראשו של התינוק באמצעות כיפת ואקום.
באמצעות לחץ שלילי, המיילדת יכולה למשוך בעדינות את התינוק החוצה בזמן ציר, ולסייע בלידה במצבים של קושי בהתקדמות או עייפות של היולדת.
תהליך זה נחשב בטוח ונפוץ יחסית, ומהווה פתרון חלופי לניתוח קיסרי במצבים מתאימים.
למה ואקום חשוב בכל תחום??
ההסבר על מה זה ואקום טומן בחובו עולמות שלמים של מדע, תעשייה, רפואה וטכנולוגיה.
היכולת לשלוט בלחצים וליצור סביבות מבוקרות מאפשרת לנו להמציא, לשמר, לטפל ולשפר את איכות החיים כמעט בכל תחום.
מהשולחן במטבח ועד למעבדות מחקר מתקדמות – הוואקום נמצא שם, לפעמים בלי שנרגיש.
