진공(Vacuum)에 대해서

진공(Vacuum)에 대해서

일반적으로 진공이라고 듣고, 우선 생각나는 것은, 식료품을 썩히지 않고 장기 보존하기 위한 "진공 팩"이나, 음향 기기를 시작으로 한 전기 제품으로 활약한 "진공관"을 생각해 내는 사람이 많은 것 같습니다.

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그러나 의외로 진공 포장이나 진공관뿐만 아니라 우리의 생활은 진공을 이용함으로써 만들어진 제품에 둘러싸여 있습니다.

예를 들어 안경과 커피, 플라스마 TV에 이르기까지 이 제품들이 완성되는 과정에서 사실 진공이 펄펄 날고 있습니다.

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이 상품들은 하늘을 비움으로써 일어나는 특수한 현상을 이용하여 가공되어 있습니다.

참고로 진공 포장 제품은 진공 상태를 만듦으로써 '산화를 방지할 수 있다'는 현상을 이용한 상품입니다.

이외에도 진공을 이용함으로써 조리와 건조, 보온, 탈취 등 그 응용 범위는 광범위함니다.

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알면 알수록 아, 이런 곳에도 진공이! 하고 놀라고 맙니다.

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진공 상태란?

그렇다면 진공 상태는 어떤 상태인 것입니까?

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진공이라고 하면 우주 공간과 같이, "진정한 아무것도 없는, 텅 빈 상태"를 이미지 해 버립니다만, 실제로는, 전혀 아무것도 없는 공간을 만들어 낼 수 없습니다.

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덧붙여서 "물질이 없는 공간.인공적으로는 1기압의 약 1/1016 이상의 것은 얻을 수 없지만 실제로는 대기보다 압력이 낮은 공간도 진공이라고 부른다.

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또, 한국 공업규격 KS에 의하면, "진공이란 통상의 대기압보다 낮은 압력의 기체로 채워진 공간의 상태로, 압력 그 자체를 말하는 것은 아니다."라고 되어 있습니다.

진공 기술의 세계에서는, 진공 펌프를 이용해, 공간으로부터 기체 분자를 빨아내는 것으로, 인공적으로 만들어 낸 저압 상태를 "진공"이라고 하는 것입니다.

진공의 의외의 특징

산소가 줄다

압력을 낮춰 고진공으로 만들수록 공기(산소)가 감소합니다.

공기 중에서는 산화해 버리는 것이나, 산소와 반응하여 변질되어 버리는 것은, 진공 상태로 함으로써, 상태를 유지하는 것이 가능하게 됩니다.

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소리가 들리지 않게 되다

소리가 들려 오기 위해서는, 소리의 진동을 전하기 위한 물질(공기)이 필요합니다.

공기가 줄어든 진공 상태에서는 소리의 진동을 전달할 수 없어 소리가 들리지 않게 됩니다.

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전기를 통하지 않다

진공 상태에서는 기체 분자의 수가 감소하기 때문에 입자 상호 충돌에 의한 전리와 전하의 증식이 일어나기 어려워지고 진공은 절연체가 됩니다.

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열이 식지 않다

일상 생활 속에서 열은 식어 버립니다.

이는 공기 중의 기체 분자가 충돌하는 것으로 인해 열이 빼앗기기 때문에 일어나는 현상입니다.

그러나 진공 상태에서는 기체 분자가 차단되기 때문에 열을 빼앗는 충돌이 없어지고 열은 식지 않은 채 있을 수 있습니다.

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비점이 떨어지다

진공상태 아래에서는 압력이 저하됨에 따라 액체의 끓는점이 내려갑니다.

진공 상태의 용기에 과즙을 넣고 저온에서 수분을 증발시켜 분말 주스를 제조하거나 식염을 해수에서 분리할 경우에도 진공으로 쓰입니다.

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흡인

공기를 용기에서 배기할 때 발생하는 대기압을 이용하여 흡인합니다.

흡인은 물질을 끌어들여 이동하는 목적과 일정량의 용기에서 물질을 추출하는 목적으로 크게 두 가지 이용목적이 있습니다.

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이런 일에도 이용되고 있어요!

의료기기(치아의 치료중에 타액을 흡입하는 기계, 지방흡인기), 이불이나 의료의 압축, 신칸센이나 장거리 이동용 탈것에 사용되는 화장실, 젖소의 유착기.압축 봉지

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흡착

어떤 공간을 진공 상태로 함으로써 생기는 대기압과의 압력 차이를 이용하여 흡착합니다.

진공 흡착은 척이라고도 하며, 물건의 고정이나 반송에 이용되고 있습니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

계란의 팩(팩)이나 유리판의 반송 등 충격에 약한 물건의 운반, 과자를 봉지에 넣을 때 봉지의 입를 벌리는 작업 기계 ,과자 봉지 가스 수집 (진공 펌프를 사용하여 일산화탄소와 탄화수소, 다이옥신류 등의 유해 물질을 회수할 수 있습니다.)

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이런 일에 이용되고 있어요!

냉장고나 에어콘에 사용되고 있는 프레온 가스나, 자동차의 배기가스에 포함되는 일산화탄소 등 유해 물질의 회수.

에어컨 가스회수.

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성형

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진공성형은 성형품의 재료인 열가소성수지 시트를 가열하여 틀에 넣을 때, 시트와 틀 사이의 공기를 진공펌프로 배기하여 시트를 틀에 밀착시켜 성형품을 만듭니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

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·계란의 팩트레이·고기, 생선, 야채, 반찬, 과자 등을 넣는 용기·약의 알약을 넣는 플라스틱 용기

달걀 용기

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액체 충전

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기밀 용기 안을 진공 배기하여 용기의 안쪽과 바깥쪽에 발생하는 압력 차이로 액체를 끌어들입니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

·도시락용 간장통 속에 간장 넣기·화장품 등 끈적끈적한 액체를 용기에 담는다.

간장통

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가스 치환

거리의 일루미네이션이나 조명에 빠뜨릴 수 없는 네온관 안에는 네온 가스가 들어 있는데, 이 가스를 봉입하기 위해 가스 치환이 이용됩니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

에어컨 냉매의 충전, 거리의 일루미네이션, 네온관, 형광등,전구

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산화 방지

산화를 방지하기 위해서는 산화시키고 싶지 않은 것을 산소로부터 차단할 필요가 있습니다.

밀폐된 공간을 진공 펌프로 배기해 가면 공간에 존재한 산소가 밖으로 뿜어져 나와 산소를 제거할 수 있습니다.

진공 상태에서는 산소량이 감소하므로 산화에 의한 물질의 변화를 억제할 수 있습니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

식품저장(진공포장), 드라이플라워, 압화, 금속가공, 클리닝후 의류보관(진공포장)

사과 진공 포장

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동결 진공 건조

재료를 동결상태 그대로 진공 건조시키는 방법입니다.

진공은 재료에서 수분을 날리기 쉽게 하고 날린 수분을 재료의 표면으로부터 제거하고 재료의 온도를 저온으로 유지하는 등의 역할을 해줍니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

·인스턴트커피·인스턴트라면·항생물질·혈액제제·백신 등의 주사액

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진공 건조

재료를 동결시키지 않고 용기 내의 압력을 낮춤으로써 건조시키는 방법입니다.

진공은 재료에서 수분을 날리기 쉽게 하고 날린 수분을 재료의 표면으로부터 제거하고 재료의 온도를 저온으로 유지하는 등의 역할을 해줍니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

·조미료나 향신료, 야채나 과실의 건조·세척 후의 전자부품이나 금속재료등의 건조·에어컨의 가스충전

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증류

증류를 실시하여 혼합액을 분리시키려면 먼저 액체를 기체로 해야 하는데, 이 증류를 진공 상태에서 실시함으로써 열에 약한 물질이나 통상의 증류로는 분리할 수 없는 물질을 효율적으로 분리할 수 있습니다.

사용하는 압력 수준에 따라 진공증류와 분자증류로 나눌 수 있습니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

유화제 등의 식품첨가물(빵, 케이크, 아이스크림 등에 사용) 비타민류(건강식품, 의약품), 증류주(소주, 위스키), 폴리아미드수지(압착테이프, 라미네이트), 윤활유(금속가공유, 엔진유, 진공펌프유

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농축

진공 농축이란, 진공하에서 용액의 수분을 증발시켜, 용액의 농도를 올리는 방법으로, 일반적으로는, 진공 건조나 동결 건조전의 처리 공정에서 이용됩니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

연유, 분유, 병원검사실에서의 혈액분리, 백신의 제조, 유전자공학, 합성고분자화학 분야에서 이용

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탈기·탈포

재료를 넣은 밀폐 용기를 진공으로 배기하면 재료에 녹아든 공기가 팽창하면서 거품이 되어 튀어 나오는 원리를 이용한 것이 진공 탈기입니다.

액체 속에 포함된 공기는 금속에 녹을 발생시키거나 재료 중의 기포가 되어 상품의 가치를 떨어뜨릴 수 있으므로 이 공기를 제거하기 위해 사용합니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

[탈기]

전자부품, 반도체

[탈포]

접착제, 절연재, 전자재료, 수지재료, 의약품(연고, 치과재료), 화장품(립스틱, 화장크림), 건재(실링재, 유리, 인공석), 자동차부품(마스터모델, 실재, 수지, 도료), 쫄깃을 냄(우동, 라면, 파스타 등의 면류), 에어인 초콜릿

립스틱·초콜릿

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진공 증착

증착이란 개체인 물질을 감압 상태에서 열을 가하고 증발시켜 기판이 되는 물질에 개체의 피막을 만드는 현상을 이용한 박막 형성 방법 중 하나입니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

선글라스 렌즈, 자동차 백미러, 헤드라이트 코팅, 휴대전화에 사용하는 수정진동자, 캐나다의 50달러 지폐(위폐 방지) 달러 지폐

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스패터링

스패터링은 전기를 방출함으로써 만들어지는 플라즈마 속의 이온을 재료로 부딪치면 재료가 튕겨나가는 현상을 이용한 박막 성형 방법 중 하나입니다.

양이온을 음극표면(타깃)에 충돌시킴으로써 음극표면 원자를 배출하는 것을 '스패터'라고 합니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

·CD·빌딩의 유리창 열선반사막

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단열

진공 단열은 열을 전하는 성질을 가진 공기와 물질에 열을 전달하기 어렵게 하는 방법입니다.

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이런 일에 이용되고 있어요!

마법병·전기포트·밥솥 윗뚜껑 ,마법병

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냉각

냉각은 물체에서 열을 빼앗아 주위 온도보다 낮은 온도 상태로 만드는 것입니다.

한여름 더운 날에 물을 부어 시원하게 느껴지거나 주사 전에 알코올 소독을 하면 썰렁한 것은 같은 원리입니다.

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