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帖子主题:认识“真空”
楼主:游客2332 [2011/6/16 11:51:13]

 

认识“真空”(一)

[简介]:

 

  真空是由空间V和粒子这个两个要素组成的。真空技术是研究空间从无穷小—常数—无穷大时,粒子的物理行为。 即本文着重阐述“真空属性”、“真空与环境”、“气压差”、“能量的获得”、“真空”与“真空技术”、“探索真空”全文共分三个方面叙述:(一)真空的属性;(二)真空技术的皇冠;1+1真空获得技术;(三)压强差:气候的改变。


 
 

认识“真空”(一)
为纪念真空学会成立三十周年而作

曹辉玲
<北京真空电子技术研究所 北京100016>

摘要:真空是由空间V和粒子这个两个要素组成的。真空技术是研究空间从无穷小—常数—无穷大时,粒子的物理行为。 即本文着重阐述“真空属性”、“真空与环境”、“气压差”、“能量的获得”、“真空”与“真空技术”、“探索真空”全文共分三个方面叙述:(一)真空的属性;(二)真空技术的皇冠;1+1真空获得技术;(三)压强差:气候的改变。

关键词,“属性”、“1+1真空获得技术”、“气压差”、“探索真空”

  “真空”是一个十分古老而又现代概念。相对论是建立在借助光在“真空”中传播速度恒定原理。它是文明存在基础。104年过去了,人们不断地认识和应用真空。真空是什么?它的产生其属性。以及它对人类环境影响,均值将每一个真空工作者“回答”。气压差影响人类气候改变“气压差”是否属于“真空问题”也值得我们每一个真空工作者来“回答”。让我们用新理念认识“真空”、探索“真空”。

  一、祖先“真空”运用的理念

  拔罐疗法又称“负压疗法”,是用罐状器具扣在患处或穴位上,用烧火、温热或直接抽取罐中空气(或温水的方法造成罐中负压)使它紧吸在皮肤上,造成瘀血现象,从而起到治疗的一种常见的民间治疗方法。

  拔罐疗法在我国古代称“角法”,是用牛羊角作罐子,后来改用竹管作罐子,最后又改为陶制罐子和玻璃罐子。早在公元284~363年间,晋代著名医学家葛洪(字雅川,自号抱朴子,江苏丹阳句容人。生于西晋太康五年(284年)卒于晋兴宁元年公元363年)著的“肘后备急方”中就提到“角法”。可以认为是中国拔罐疗法的起源;到了公元752年,唐代王焘著的“外台秘要”进一步阐述了角法的操作方法。在世界上许多国家如印度、希腊、前苏联等国使用这种疗法也有较长的历史。

  压力差:祖先的真空运用理念比意大利物理学家1643年托里拆利的试验早1200年。

  二、真空概念

  “真空”概念是从一无所有的绝对虚空演化成当今内部结构极其复杂的真空的。从真空概念的历史发展。可以看出真空概念的内涵发生了根本性的变化。真空概念也是随着物理学的发展而不断的被否定和变革的。

  1.在古代和经典物理学时期,关于绝对虚空概念本身是否存在的争论,随着不同理论的发展而不断起伏。

  2.真空概念本身也经历了自我否定的过程。

  3.现代物理学的发展,使真空概念又由绝对空虚的宇宙空间过渡到有着复杂结构的物质的一种特殊形态。真空概念经过自我否定过程使其更加趋于本质和完善。
 
  现代物理学的“真空不空”与前人的“一无所有”显然是对立。可见真空概念与对应的物理理论是紧密相关的,并且对真空的研究一直是物理学的一个基本问题。

  正因如此,随着新理论对旧理论的变革和发展,也必将影响人们对真空概念的理论。反过来,人们对真空概念的研究也必将促进物理学理论的发展。

  70年代之后,粒子物理学的发展速度大大减慢,遇到难以攻克的难关。这就是夸克禁闭问题和物理理论的对称性与实验上出现对称破缺之间难解的矛盾。还有四种相互作用力的超大统一理论的各种建模尝试的失败。此外,还有夸克是否还有内部结构。电子等六种粒子是否还有内部结构?希格子粒子和磁单极是否实际存在?解决上述这些关键性难题,还在于阐明“真空”的本质是什么这一根本性问题。而这则要靠全新物理思想为根本指导和更高能量的加速器的实验来解决。

  现代物理学中,真空概念是人们通过对场的量子规律的研究得出的。真空概念代表的物理内容完全不是真空概念的本意,所以真空概念本身是不太重要的。人们并不关心它是“假空”还是“真空”,也不去争论和追究这一点,人们所关心的是真空的物理学内容的存在,以及真空内涵的演化。

  三、真空概念的内涵

  真空是人们在猜测物质世界的构成及物质运动时提出的。1643年,意大利人托里拆利的物理实验证明了真空的存在。由整个经典物理学(相对于量子物理学)中真空概念的发展可知,真空指的是空无一物的空间。科学的发展表明,经典物理学不可能真正认识到真空的内涵,对真空本质的认识是随着量子理论的发展而突破的。量子电动力学中的真空已经不在是一个简单的空间,真空荷流密度和强场的起伏即虚粒子的产生和湮没赋予了真空极其复杂的结构和性质,真空可以被极化,真空荷实物粒子可以发生相互作用。

  在现代物理学的各前沿领域中,关于真空理论的研究和探讨是异常活跃的,这反映了人们对真空的认识与现代物理学理论的发展是密切相关的。真空相变的研究无疑说明了真空完全类似于介质,不论此种介质象磁介质还是电介质,都将揭示真空物质性。现代物理学中,真空概念是人们通过对场的量子规律的研究得出的,因此人们注重真空的物理内容以及真空内涵的演化。

  真空具有量子特征,而且具有相互独立的真空点,受激发时还具有稳定的介质特性,通常以磁导率u及电导率ε表示。这些都说明真空在组成上是不连续的,有量子化的组成单位。真空的基本组成单位称为真空元素,它是宇宙中的原始物质的个体,真空的介质特性是真空元素存在的结果,真空元素中携带有真空信息。真空介质特性是固有的,粒子从真空中产生,反过来又是粒子决定了真空。

  四、人造真空———工程真空

  “给定空间”的真空即人造真空是通过对一定容积进行排气而获得的。其真空度随残余气体所产生的低于大气压的压强的降低而增高。

  真空就是指在给定的空间内,气体分子密度低于该地区一个标准大气压时气体分子密度的气体状态。

  在工程应用上,真空指低于该地区大气压的稀薄气体状态。即分子密度小于约2.5×1019 个/cm3

  真空技术是一门研究任何最有效的,把给定空间的气体压力在要求时间内降低到所需程度,并予保持的学科。真空技术实际使用中进展是葛利克1654年利用真空与大气压之间的压强差所产生的机械作用。真空活塞泵抽气获得马得堡半球。

  工程真空度的分类的系统方法是测量一个给定空间的绝对压强,因此所说低真空、高真空和超高真空是与越来越低压强范围对应的。各种不同的压强范围的极限似乎是任意的因为每个压强范围都对应于一种不同的物理环境。

  真空工程的真空,如在10-6托时,室温下空气分子每秒碰撞1厘米2 面积上仍有3.7×1014 个到极高真空 托仍有3.7×106 个分子。虽然拉丁词“Vacuum”的意思是空的。但是真空工程研究的对象却绝对不是没有物质的空间。

  真空技术是指低于环境大气空间(空间是有限的)获得真空和真空环境中进行工艺制作、测量、分析和科学实验的理论和技术。其应用包括:压力差的利用,对通过空间的粒子或分子排除干扰和减低粒子撞击表面的次数。

  五、自然真空

  地球中的大气地球大气的质量约为5.3×10 21 克,只有地球总质量的1%,但它却是最为活跃部分。而且对人类生存影响最为直接,其变化在国民经济和社会中起着巨大的作用。

  地球大气的90%聚齐在离地表15公里以下的大气层内。地球大气部分主要为氮、氧、氩,它们为大气总体积99.96%,其他气体含量甚微。
大气中还有悬浮的水滴、尘埃、花粉等微粒,通称大气溶胶。

  气体还遵循一套特殊的次要法则:

  (1)当一个封闭容器中分子数量增多时,压力会上升;

  (2)如果分子数量下降一半,压力也会下降一半;

  (3)缓慢增加容器的容量,也会使气压下降;

  (4)2、3法则还隐含有第四法则,既如果保持同样的压力,温度变化必须与容量的变化相匹配。

  地球大气的温度随高度有极明显变化,或按温度变化特征从地表向上可降低其分为对流层、平流层、中层和热层。

  六、真空”的自然规律

  物理学是科学的经典,它们包括自然的规律,有了这些自然规律的知识,人就可以更好的理解自然。

  古代的“真空技术”,现代物理学的“真空”、“人造真空”、“自然真空”均遵循着相同的规律,这些不同的观念,可用同一数学公式表示。即:

  其中:V代表特定“空间”或“体积”;
     X代表特定状态“空间”或“体积”;
     F(V)代表在特定“空间”下的物理的行为;
     A代表在特定“空间”下的物理行为的结构和终结;

  (1)当X→0时,即“空间”趋近无穷小,微观“真空”的研究—现代物理学的“真空”。

  可表示为: 

  (2)当X→常数,即特定空间的研究。“人造真空”和“工程真空”。

  可表示为:

古代的真空技术应用是在一个特定小体积中进行的。可表示为M

  (3)当X→∞即空间趋近无穷大,宏观世界的研究。

  空气的流动—云团可模拟一个无限大的“口袋”(即无限大的空间),大气压可在一个小的却是明显范围内的波动。从高压的“口袋”向压口袋自然流动。由于地球自转与环流力产生。引起气压的变化,可在地球小范围内。

  ≤∞产生狂风暴雨、雷电、龙卷风、飓风。

  可表示为

  七、人造真空空间无穷大

  “人造真空”的给定空间无限增大V→∞所带来的疑难?清洁能源产生在21世纪已成为世界范围内的热门话题。我国一次能源以煤为主,大气污染类型以煤烟型污染为主。2000年烟尘排放量约为1400万吨, 排放量约达2300万吨。钢铁厂、火电厂、有色金属冶炼厂、化工厂、水泥厂的烟囱就是一个人造“真空泵”,烟囱越高,抽速越大,一个670吨/小时的锅炉,实测烟氧排放量160万m3 /h=4.45×105 l/s酸沉降和SO2污染一直是国际科学界和各国政府关心的重大环境问题。

  控制生态环境酸化,面临技术和经济挑战,科学上存在巨大风险。

  我国是世界上煤炭生产国和消费国,占世界煤产量的25%。煤炭占我国一次能源消费量的75%。但也因此产生了严重的环境污染问题。煤的清洁燃烧是煤的洁净技术的重要组成部分,也是实现可持续发展,解决我国大气污染的主要措施。

  国内外文献记载,消除烟尘污染有100多种方法。目前国内外流行的主要是干法、湿法、电子束轰击法和活性炭吸附法。我们采用“真空吸附法”属于国内外首创。

  真空吸附法的特点是:

  1.用特殊真空泵代替烟囱,将烟尘吸入密闭真空系统进行物理与化学作用,将“废物”变为“宝”,处理后烟囱变为新鲜空气。全国43万烟囱可望无烟。

  2.在真空中进行二次能源交换,是最有效二次能源利用。循环水吸收排放烟气的热量,可是水温高达65℃。

  3.不同性质的气体在同一温度、同一分压下溶解度不同。气体的溶解度与温度有关,气体的溶解度随温度升高而减少。真空吸附法是真空低温状态进行,其物理与化学反应彻底。

  4.从烟气中吸附的 可生成稀硫酸或硫酸。变“害”为“利”。(稀硫酸10%。使用问题尚待解决。)

  5.在真空中气氛纯净,物理与化学过程进行迅速,吸附剂、催化剂、还原剂寿命长。

  6.该法稍加改动便可推广到钢铁厂、有色金属冶炼厂、化工厂、水泥厂等各种污染源的治理。

  7.运行费用低。经济与社会效益高,有很高的推广价值和广阔的应用前景。

  为了子孙后代,面对地球生态环境日益恶化,每一个有良知的人们都会明白,保护环境,拯救地球是我们人类共同的责任。

  8.它是解决V→∞增大的范例。
 
  八、“真空”与“真空技术”

  在我们地球上,“人造真空”是通过对一容器进行排气而获得的,而地球是“自然真空”的制造厂。每天制造新的真空状态,此状态是动态的,永远更新的、破坏性的、也是令人兴奋的,有时是美丽的。

  真空工业的发展极为显著,真空科学与科学研究中只是一门实验技术,而在现代工业生产中却成一门基本技术得到广泛应用,而且在不断扩大真空的应用领域。30年来真空技术工作者,在各个领域上对真空获得、测量、检漏,真空运用取得斐然的成就。对真空运用服务学科掌握很有特色与科学。但对“真空”本质未能研究,仍然停留几百年前水平。现在只有少数的“大学”“研究所”,从事“真空技术”潮流的研究,工厂在为效益而努力。对于“真空”本质无人问津。

  “真空”什么?如何认识它?掌握它?均待努力探讨!
  
 
 

认识“真空”(二)
 

[简介]:

 

  真空泵在发展过程仅是两种基本上不同类型。一种是气体输运;另一种是捕获。这可称“1+1”真空获得技术,即真空技术的皇冠。


 
 

认识“真空”(二)

真空技术的皇冠,“1+1”真空获得技术
曹辉玲

  20世纪初1915年盖德(Gaede)旋转真空泵与1916年缪尔(Langmuni)冷凝扩散泵的发明为真空技术发展提供了新的可能性。一个多世纪已经过去,为了减少并维持容器(“人造真空”—“工程真空”)中气体密度或气体压力的工具是真空泵。而真空泵在发展过程仅是两种基本上不同类型。一种是气体输运;另一种是捕获。这可称“1+1”真空获得技术,即真空技术的皇冠。

一、气体输运泵

  气体输运泵它是一种能使气体不断吸入和排出泵外,以达到抽气目的的真空泵。这种气体输运泵含有变容式和动量传输式两大类。

  (1)变容真空泵:在这种泵中,充满气体的容积与泵的入口周期地隔离开,然后气体被输送到出口处,大多数类型的变容泵,气体在出口处排出之前受到压缩。这种泵可分为两种类型往复变容泵和旋转变容泵。

  (2)动态真空泵在这种真空泵中是将动量传递给气体分子,使气体连续。不断地从入口被输送到出口。它可以分为两种类型:流体真空泵和电引泵。

  (3)离子输送泵这是一种动态泵,气体分子在泵中被电离然后,利用电场和磁场或只用电场,把离子输送到出口处(这种泵又有学术意义)

图-1

二、气体捕集泵

  气体捕集泵,它是一种将被抽气体吸附或凝结在泵内表面上的真空泵。

  (1)吸附泵它主要依靠具有大表面积的吸附剂的物理吸附作用来抽气的捕集式真空泵,其中包括:吸附泵、吸附阱。

  此外还有不断形成新鲜的吸剂膜化学吸附与物理吸附吸气离子泵,吸气离子泵如图2所示。


(2)低温泵:利用低温表面来冷凝捕集真空泵。如冷凝泵和小型制冷机低温泵。


三、“人造真空”(工程真空)基本样式

  “人造真空”基本样式为:可知▽→conet真空容器;连接管道;真空泵;排气管道;排气口组成。

如图-3所示

其中:Pmin 容积的极限压强。
       Q1 漏孔的漏气。
       Q2 容积的处理过程放气。
       Q3 返流、反扩散。
       Q4 渗透气。
       泵的有效抽速。

 其中: SD泵的有效抽速;
          Sp泵的名义抽速;
         ∑C连接管的总流导和。

(3)∑C=C1+C2+····+ Cx     并联流导。

             串联流导。

  从真空基本样式与基本公式,可发现“泵”的性能指标,决定了真空的应用领域。

四、泵的评述

  自从托里析利发现真空至今。真空范围已从极低真空度,发展到极高真空度。但人们还没有研制出一种把容器=常数“体积”。从大气抽至高真空或超高真空范围的泵。

  虽然,所有真空泵都用来减少气相分子数。但是,用来获得低压力的各类泵五花八门,但它都是“1+1”真空获得。

  目前:国内外真空泵最大抽速是:

      罗茨泵 kp25000   2.5×10 4升/秒
      增压泵Z—1000    2.5×10 4 升/秒
      扩散泵K—1200    4× 10 4升/秒~5×104 升/秒
      冷凝泵  可达10 6 升/秒

  若体积1×104m 3  ~1×104 m3  的空间,如何获得真空呢?

  给定空间→(V≤∞)增大。给我们常规“1+1”真空获得技术带来疑难。不可能满足“空间”无限增大的需求。由于“1+1”真空获得技术理论局限性,就促使人们研究新原理的泵。

五、“真空技术”未来发展与期望

  随着工农业生产和基础科学的不断发展,真空技术的应用与开发必将具有更广泛的前景。在21世纪,它将为资源开发(沙漠改造、海水运用……);环境保护(抑制臭氧层减少、酸雨、温室效应)。生物工程的开发做为基础技术得到应用。

  真空技术的特点决定了,它有助于节能的技术;有助于提高质量的技术;有助于保护环境的技术;有助于提高国防力量。

  真空技术在今天将作为重要补助力量继续存在,因此问题不在于提高自主的研究是达到某种的技术而是需要一致力于本学科独立的“基础研究”。

  期望真空技术,在未来操作方便的同时。缩短运转时间,超高真空获得技术,不经烘烤即可获得。又如在地球上产生一个高真空带,利用空间真空技术。促使防灾、灭灾、调节大气候。进行沙漠改造,环境保护。

六、向“皇冠”挑战

  在本世纪真空获得技术,将决不是“1+1”盖得变容法与朗缪尔“吸附法”。将会产生更新、更多理论与设计,来向“皇冠”挑战。来迎接(V≤∞)未来的发展。

  在上万米高空上,强大气流作为是一个大排风扇,一旦这种排气作用产生;在地面上空气压力降低造成更大的气压不同,逐渐产生环流,并逐渐产生一个低气压区域。即一个主要的造雨、造雪者。自然界用自己能量制造“低真空泵”。
 
   自然将象他必须那样行事。因为他是由物理学的规律驱动的,这些规律支配一切。

  地球是风暴的制造厂,每天制造新的季风、飓风或台风,龙卷风和暴风雨。由于,赤道和极地间的热量不均将使大量的能量被释放出来,一次雷暴产生能量相当于数百次核爆炸,这种生成过程从未停止过。

  我们可将物质变成能量,能量变成物质。将物质看成能量。在本世纪人类将利用“自然能量”来制作“光泵”“原子裂变泵”“气体电离泵”等。

  面对国家资源环境,生态方面的制约,让我们共同努力去创造向“皇冠”挑战。

认识“真空”(三)
 

[简介]:

 

  “真空”与物质是不可分离,空间(V≤∞)和时间是运动着物质的存在形式,自然界不存在脱离物质的空间,物质不过是高度集中的能量。是能的浓缩体。自然界是物质与能的组合。在自然界空气的流动—气团。可模拟为一个(V≤∞)空间。真空获得是利用机械物理和化学方法直接抽走特定空间的气体。在一定空间范围形成压力差。来改变气候。


 
 

认识“真空”(三)-气候的改变

曹辉玲

  在现代宇宙学中,人们在探讨宇宙暴涨与真空相变。宇宙大爆炸与真空起伏。V≤∞空间的真空结构,以及真空畴壁等,不断地丰富真空概念的内涵,不断揭示现代物理学真空的各种特性。

  “真空”与物质是不可分离,空间(V≤∞)和时间是运动着物质的存在形式,自然界不存在脱离物质的空间,物质不过是高度集中的能量。是能的浓缩体。自然界是物质与能的组合。在自然界空气的流动—气团。可模拟为一个(V≤∞)空间。真空获得是利用机械物理和化学方法直接抽走特定空间的气体。在一定空间范围形成压力差。来改变气候。

一、气压差

  温度、湿度和气压被称为气候三要素,大气压变化,尤其是气压降低哪怕是极其微弱的变化,会使人感到不适,烦闷。

  气压是大气压力的简称,在任何表面上,由于地球周围大气重量所产生的压强,它是每单位面积上的力,而且那个力是大气的质量,并且与行星的地心引力相关。

  真空度与气压(压强)是相对的,真空度越高,压强越低反之真空度越低,压强越高。在“自然真空”中气压值是相对应于低真空状况。但是,在地球上还未曾听过有自然的“高真空”。

  在自然界气团的温度和湿度不是一成不变的,它的变化可以在地球上小范围内引起风和暴雨。2003年7月,一场突如其来暴雨,从西向东依次袭击了北京,当城东还是阳光灿烂时,城西已经乌云翻卷,大雨倾盆,在四环路上,甚至出现了“十米不同天”的奇异景色,昌平晴朗无雨,北四环太阳雨,西四环大暴雨。这是由于气团的改变,压力差不同的自然间真空现象。大气压力变化,引起风的形成。地球在自转,大气气团也旋转,这种旋转引起了不同尺度的环流。高压气团顺时针旋转,低压气团逆时针旋转。空气从高压气团向低压气团自然流动,冷空气密度大,容易下沉,暖空气密度小,容易上升,气旋和气压下降常常伴随着风暴和降水。大气空间V≤∞是由一系列气团组成,气团根据温度和湿度不同可分四种:热带海洋气团,热带大陆气团,极地海洋气团和极地大陆气团。

  上升的气团有一个递减率→体积变化,分子间距变大。
 
  一大堆空气有着十分显著均匀性,可延伸几千公里,人们把它们叫气团。气团的湿度和温度不总不变的。但是变化是很小的。气团有暖的、冷的、干的和湿的。单个气团会形成它自己大气气团是非常大的一堆空气。它有独特的湿度和湿度特性。一个气团的水平范围。可以是几个四川省大。

  在“工程真空”中对一个容器“▽”排气而获得压强差,“自然真空”“▽=∞”又如何获得压强差?
宇宙是由真空构成,银河系是一片真空,黑洞也呈真空状态,这和通常想象的工程真空具有完全相同的性质。压力差使一个恒星在飞进黑洞时,在黑洞巨大的引力作用下变形,被肢解和吞没。

二、变化中大气
 
  大气就象我们一样通过地球引力控制着,但在高度海拔处的分子仍会设法逃脱。气体中的分子不再捆在一起,相反它们将碰撞、颠簸,并易于飞走。它们必须装起来,否则会扩散。

  大气系统的运动和变化是复杂的,既有自然因素变化的影响;又有人为因素的影响;大气运动既有变化规律性,又有随机性。大气环境的气氛的变化同人类生产和生活休戚相关。我们生活在空气海洋之中。大气动态状态是我们舒适与否的一个重要因子。

  大气气压本身是每个单位横截面积上空气柱的重量、它是每单位面积上的力,而且那个力是大气质量的作用,并且与恒星、地心、引力、相关。平均每个成人压有10-20吨的大气。但是我们身体以同样压力反作用于大气。相等、相反压力使我们保持舒适状态。一点不平衡将会使人感到压力的差异。这种情况下,从理论上讲,身体将在特定环境下崩溃。

   总的来说,在地面高度,大气压力的波动不多于几个百分点—在774.7托(1032.8hPa)和749.3托(998.9hPa)间。因为在下雨时空气上升、气压降低、最深的风暴也很少使气压低于736.6托(982hPa),尽管有些飓风能使气压低于711.2托(948.2hPa)干燥地区最强的高压很少超过787.4托(1049.7hPa)。所以相对小的气压波动会引起天气类型很大的差异。气压是地球引力造成的。最轻的大气扰动会使大气形成气旋,进而产生狂烈风暴。

   大气污染不再是新闻,自从发现了“火”,一些人们不想要的东西就飘进了空中。大气层如同一座化工厂,二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、水、甲烷、氮、氨、二氧化氮、氢混在一起,新的分子形成了。这些新创造出来的分子与旧分子合并,更新的分子形成,自然界大气发生了改变。随着人类知识和技术不断提高,对污染的原因及其过程的认识在不断深化和扩展,污染以列为人类最关心的五大世界性问题之一,随着认识自然的提高,自然大气的改变也将实现。

  “自然真空”和“自然稳定真空”

  “自然真空”可从气象记录中可知:1968年12月31日西伯利亚的阿加塔的最高气压是765.2托(102hPa)即比大气压高5.2托。当时的温度低至零下50度(-50℃),浓密的冷空气造成了那个非常高的气压。1979年10月12日菲律宾以东1000英里左右台风是749.9托(999.2hPa)即比大气压低10.1托。在美国最低气压为750.9托(100.1hPa)即比大气压低9.06托,当时飓风穿过弗罗里达要隘。绝对最低气压也被测到是出现在一次龙卷风内。低压总会与暴风雨相伴,高压与阳光明媚的天气相伴。
地球大气有着由一组完整的因子组合一起形成的气体的特殊组合。大气压力的变化引起风的形成。在自然界大气压在一个小的却是明显范围内波动。

   地球上的“真空”,在动物生命的某些功能中天生就会使用。人在呼吸中通过吸气可使胸腔压强达到约740托,而通过呼气使胸腔压强可降低至300托。章鱼体内能达到的压强约为100托。但是在地球上还未曾听说过有自然的高真空。

  地球在自转、大气也旋转,这种旋转引起不同尺度的环流,环流只是在大气运动的一种密闭的路线。气体对流而形成“风”,风带来的压力随着一定面积上的风速而增强。风速增强1倍压力增强4倍,100英里/小时的风是50英里/小时破坏力的4倍,75英里/小时的风50英里/小时的风强大2倍。

  在自然界“稳定真空”是不存在的,只有相对真空、持续高气压“气团”,地面即会发展成大面积的干旱。低气压“气团”产生,预示地面风雨的降临,近几十年的天气出现明显的极端现象,即是“自然真空”明显改变的结果。

三、气候变化

  为什么人类应该关注气候变化?因为它的影响对人类社会带来了前所未有的挑战。

  气候变化的基本原因是大气中温室气体浓度的增加。其中尤以二氧化碳为甚。在工业革命之前,大气中二氧化碳的浓度大约为280ppm,到2000年,它的浓度是368ppm。新千年头几年的数据显示,二氧化碳浓度仍在持续增加,预计到本世纪末其浓度将达到540ppm—970ppm。

  大气中二氧化碳浓度越高,地球温度就越高。到本世纪末地球温度预计将在1990年的基础上升高1.4到5.8摄氏度,而在整个20世纪,地球温度估计上升了0.6摄氏度。

  地球的温暖化将对气候造成多种影响。例如:全球年平均降雨量预计将发生变化,许多地区洪涝和干旱的频率将增加,与此同时水资源短缺将更为严重。在21世纪,冰川将继续大范围地后退。

  气候变化所导致的最严重和最具威胁性的影响是全球平均海平面的上升,这主要是海洋的热膨胀以及冰川和冰帽的融化造成的。预计到本世纪末,全球平均海平面将上升0.09到0.88米,实际的海平面上升量则取决于经济和技术的变化。但即便海平面只上升到这一范围的中间值,也可以想象得到它会带来“卡特里娜”飓风那样的破坏程度。

  全球变暖和气候变化还可能导致许多其它的后果。蚊子和水生病原体等带菌者的变化以及水质和空气质量的下降将影响到人们的健康。这类影响将更多地发生在发展中国家及穷人身上。而且,火灾、干旱、害虫群袭、物种入侵、暴风雨以及珊瑚白化将给生态系统造成严重破坏。气候变化还将对世界许多地区的生物多样性构成严重威胁。

  也许全球变暖最深远以及最急迫的影响在于它对全球粮食保障构成的威胁。谷类作物模型显示,一些气候温和的地区,温度的小幅上升也许会增加粮食产量,而温度的大幅上升总是导致减产。在大部分热带和亚热带地区,大多数预计的温度上升值都将导致粮食减产。由于全球人口最密集的地区位于亚热带和热带,气候变化看来一定会损害相当多人口的生计。由于这些地区的农业产量下降的可能性非常大,全球粮食总产量也会随之下降。结果会出现粮食价格上升。

  对未来的这些预测凸显出采取行动的重要性。当你认识到即便温室气体的排放很快稳定下来、它对气候变化的影响仍将持续几个世纪时,这些行动的紧迫性也就十分清楚了。对人类来说,适应气候变化看来是不可避免的了,我们是现在采取主动呢还是等到以后被迫采取行动?

  我国疆域辽阔地跨寒、温、热三带。地形复杂气候多样,由于全球气候变暖,导致极端天气气候事件引发的气象灾害频发,主要是四个字“旱”、“涝”、“风”、“冻”。
  由于夏季风雨带在大路上进退移动不正常,所造成“旱”、“涝”。

  风灾主要是与冬季风有关,气旋大风,寒潮大风,夏季的台风,龙卷风,雷,雨大风等。

  自然灾害的破坏作用,不仅在于直接造成人员伤亡财产损失和对环境的严重破坏,而且可能导致整个经济功能的衰退,社会结构的破坏,甚至社会动荡。

四、“自然真空”的现象改变

  在自然界空气的流动—气团。可模拟为一个(▽≤∞)空间气团的温度和湿度不总不变化,变化是很小的,但气团的变化可在地球上,小范围内引起风和暴雨。

  大气压力变化,引起风的形成,大气压在一个小的却是明显范围变化,地球在自传,大气气团也旋转,这种旋转引起不同尺度的环流,高压区周围的空气是顺时针旋转,低压区周围的空气是逆时针旋转,空气从高压气团向低压气团自然流动。冷空气密度大容易下沉,暖空气密度小容易上升,气旋和气压下降常伴随着风暴和降水。

  气团根据温度和湿度不同,可分主要四种:热带海洋气团、热带大陆气团、极地海洋气团和极地大陆气团。

五、(V≤∞)自然真空的探索

  在我们地球上,“人造真空”是通过对以容器进行排气而获得的“真空”。而地球是“自然真空”的制造厂。每天制造新的真空技术,此状况是动态的,永远更新的,破坏性的,也是令人兴奋的,有时是美丽的。

  我们周围的所有大气都受地球引力吸引,大气还可以被压缩,即处于上层大气会压缩下层的大气,下层大气就会更密,处于地球表面上的这层大气受到压缩力最大且最密。相反离开地球表面越高大气的密度就越小。


高度(km)       压力                      密度
        1.0           674.1(torr)       1.11× kg/ m3
                      89857.6(pa)      

        2.0           596.3(torr)       1.01× kg/ m3
                      79486.8(pa)

        6.2           354.2(torr)       1.11× kg/ m3
                      47214.8(pa)

  相对小气压波动会引起大气类型很大差异,气压瞬间变化使空气急速运动。风暴气压736.6(torr)98188.8(pa),干燥地区787.4(torr)104960.4(pa),在人造真空中特定“空间”两种气体相互扩散,相互迁移,甚至容器“空间”各处相对浓度都相同,其扩散方向是由高压端向低压端方向流动。

  自然界喜马拉雅山横空出世,截断印度洋的暖流,造成北亚地区的干旱和南亚地区水患,仅中国就有300多万万平方公里干旱地区,而南亚水患频繁,喜马拉雅高原为低压而戈壁沙漠为强高压。由于地球引力吸引地球地形和大气层V≤∞太复杂,气体不能形成气流流动。

  自然将继续惊动世界,因为自然的行为常常是不可预料的。但在这些场景之后,他基本上是中立的,即不好也不坏,即不破坏性,也不是建设性的,自然并不安排灾难,他只遵从他自己的规律。问题在于自然有时过于强大,大气由一堆气体组成“V≤∞”有一定重量,这就是自己的规律“自然真空”也遵从他自己的规律。

  任何一门科学,最终的目标是预测。让我们共同努力来“探索真空”状态“空间”从无穷小到无穷大。掌握“真空”内涵的演变。改变未来气候变化“认识真空”。


参考文献:

(1) 民间治病绝招大全,建中著,北京科学技术出版社  1993年
(2) 现代物理学真空概念的历史发展,张会、薛晓舟,大自然探索 第12卷 第45期 1995年 第3期 P128-135
(3) “跨世纪科技难题”断想  郑积源 新世纪展望21世纪  33
(4) 真空技术手册  孟昭智编著  1985年
(5) 爱因斯坦的圣经  (美)萨缪尔著  海南出版社 2000年
(6) 天气  (美)梅尔著  辽宁教育出版社  2000年
(7) 塑造世界的九大科学思想  (八、气候变化) 帕乔里
(8) 21世纪真实科学技术的展望 林主税“真空科学与技术” 2003年3-4月



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