1. Оцеляване в празнотата: Атмосферният канист на МКС
Докато вакуумът на пространството често се описва като „празен“, Международната космическа станция (МКС) извършва деликатен балансиращ акт, за да поддържа астронавтите живи. Вътре в модулите си въздушното налягане имитира земното морско ниво 101 kPa-необходимост от човешката биология. Белите ни дробове разчитат на градиентите на налягането, за да абсорбират кислорода; Намаляването на налягането на кабината (като 33 kPa чиста кислородна среда на програмата Apollo рискува фатална хипоксия или опасности от пожар, трагично демонстрирани от бедствието от 1967 г. Аполон 1.
Извън МКС обаче космическият вакуум достига10 ⁻ PA-толкова екстремно, че кубически метър държи простоПет газови молекули(срещу 10²⁵ на земята). Излагането на това почти важи би причинило незабавно телесните течности да се изпарят. За да се противопоставят на това, SpaceSuits създават 21 kPa чист кислороден балон (1\/5 налягане на Земята), сдвоен с течни охлаждащи се системи, доказвайки, че оцелялото пространство изисква както инженерно изобретателност, така и дълбоко разбиране на вакуумната физика.
2. Квантова вратичка в термична отбрана: Защо вакуумът не може напълно да спре топлината
Thermos колбите използват вакуумни слоеве, за да блокират преноса на топлина, но те не са перфектни изолатори. Топлинните пътувания чрез три механизма:
Проводимост(Молекулярни сблъсъци):
Неутрализиран чрез вакуум.
Конвекция(Движение на течността):
Невъзможно в празнотата.
Радиация(инфрачервени вълни):
Оцелява безпрепятствено.
Всички обекти отделят електромагнитно излъчване въз основа на температурата. Вакуум може да елиминира въздушните молекули, но кафето ви все още губи топлина като невидими инфрачервени вълни. Разширените решения като отразяващи покрития (напр. Сребърно стъкло в колби на Dewar) могат да отскочат 99% от радиационния гръб, но дори това не може да постигне перфектна изолация-напомняне, че квантовите явления винаги намират начин.
3. Експериментът 100-: Как вакуумът предефинира "течност"
През 1927 г. физикът Томас Парнел в Оксфордския университет започваЕксперимент за капка на терена-По изглежда, че проста демонстрация с дълбоки последици. Той постави бучка стъпка (вещество, подобно на катран) във вакуумна стъклена фуния. При стайна температура стъпката изглежда твърда; тя се разбива, ако се удари. Но под гравитация и вакуум (елиминиращи въздушни мехурчета), капчици се образуват и паднали-Веднъж на всеки десетилетие.
Близо век по-късно са регистрирани само девет капки, доказвайки, че терена всъщност е течност с ултра висока вискозитет. Този експеримент, който все още продължава под вакуумна камера, предизвиква нашите дефиниции на твърди частици и течности, като същевременно показва силата на вакуума да разкрива свойства на скрити материали.