据说,意大利人托里拆利(Trricelli:1643年)是第一个创造出真空的人。他将装满水银的玻璃管倒置在装满水银的盘子中,玻璃管中水银柱上方产生的空隙就是真空。
尽管这在当时是一个很有说服力的实验,但如今我们已经知晓,管子内部的空隙实际上并不是空的,而是含有水银蒸气、水蒸气等许多气体。即使在科技发达的今天,也很难创造出完全空旷的真正真空。
真空度是用单位面积上的力(压力)来表示,单位是帕(帕斯卡)。这就是SI单位中的N/m2(牛顿/平方米),是真空所特有的单位,取自以帕斯卡原理而闻名的Pascal。
以前所使用的单位,是源于托里拆利创造真空的Torr。在托里拆利的实验中,水银柱的高度为760mm,截面积为1cm2,因此1个大气压的压力(真空度)为760托。由于水银的比重为13.6g/cm3,13.6×76cm=1033.6g/cm2,每1cm2的压力略高于1kg。
除了Pa和Torr外,压力单位还有百帕和Lb/in2等,在天气预报和大气压等中很常见。这些单位之间的关系如【表1】中所示。例如,1Torr就是133.3Pa,便于进行单位换算。
【表1】压力的单位换算
Pa | Torr | atm | dyne/cm2 | kg/cm2 | Lb/in2 | |
1Pa | 1 | 0.75×10-2 | 9.869×10-6 | 10 | 1.020×10-5 | 1.450×10-4 |
1Torr | 133.3 | 1 | 1.316×10-3 | 1.333×103 | 1.360×10-3 | 1.934×10-2 |
1atm | 1.0133×105 | 760 | 1 | 1.0133×106 | 1.033 | 14.70 |
1dyne/cm2 | 0.1 | 7.501×10-4 | 9.869×10-7 | 1 | 1.020×10-6 | 1.450×10-5 |
1 kg/cm2 | 9.807×104 | 735.6 | 9.678×10-1 | 9.807×105 | 1 | 14.22 |
1 Lb/in2 | 6.895×10-3 | 51.72 | 6.895×10-2 | 6.895×104 | 7.031×10-2 | 1 |