1.1.1 Долго ли можно бежать в лесу по прямой?

Естественно, что именно с небольших приборов с невысоким вакуумом начиналась вакуумная техника. Но не надо относиться к ним пренебрежительно — всегда надо с чего-то начинать. Например, термос и электрическая лампочка, которые широко используются в быту,— именно такие приборы.

Каковы основные свойства вакуума? Они определяются малой концентрацией молекул. Раз концентрация молекул мала, то любая частица (например, электрон, атом или молекула) будет долго перемещаться в пространстве, не сталкиваясь с другими частицами. Путь, пройденный частицей без столкно­вений, называется длиной свободного пробега. В вакууме длина свободного пробега велика. Сильно разреженная газо­вая среда химически инертна, поскольку молекул в единице ее объема мало. Все химические реакции с участием молекул газа протекают в вакууме очень медленно. Например, раскаленный металл быстро окисляется на воздухе, но в вакууме в реакцию окисления практически не вступает. Свойство вакуумной среды оказывать слабое механическое сопротивление движущимся в ней телам и почти не участвовать в процессах теплопереда­чи также, естественно, определяется малостью концентрации частиц. Множество самых разнообразных приборов и устройств создано на основе этих свойств вакуума.

Большая длина свободного пробега используется в элек­тронных приборах, например в кинескопах телевизоров. Дейст­вительно, не будь длина свободного пробега большой, электро­ны начали бы сталкиваться с молекулами (рассеиваться или вступать во взаимодействие) и пучок электронов, который, собственно, и заставляет экран светиться в определенной точке, перестал бы существовать, не достигнув его поверхности.

Химическая инертность используется в тех же электрон­ных приборах — почти в любом из них есть металлические детали, имеющие настолько высокую температуру, что на воздухе они бы практически мгновенно окислились, т. е. «сгоре­ли». В металлургии и химии вакуум также используется для того, чтобы можно было сильно нагреть то или иное вещество без риска окислить его.

Теплоизолирующие свойства вакуума позволяют исполь­зовать его в разных устройствах, нуждающихся в тепло­изоляции, например в термосе и даже в горнолыжных очках (в некоторых моделях между внутренней и внешней пластин­ками из цветной пластмассы имеется вакуум). Такие очки не обмерзают.

Движущееся тело не теряет скорости, если в своем движении оно не испытывает сопротивления среды. Поэтому в вакуум помещают особо чувствительные весы и гироскопические системы. Множество искусственных спутников и космических станций летают вокруг Земли за пределами ее атмосферы, демонстрируя тем самым эффект малого сопротивления движе­нию тел в вакууме. Использует это свойство и сама Земля. Хорошо, что она летит в вакууме, не правда ли?!