Vácuo
Na física, vácuo é um espaço onde não existe matéria. O vácuo perfeito, porém, não é possível na natureza, ainda que ocorram situações muito próximas dele e também não pode ser criado por um ser humano, pois para criação do vácuo poderíamos pensar em retirar o ar de um recipiente o que seria executável, porém nunca será possível a retirada de 100% do mesmo, pois não temos um equipamento capaz de reduzir a matéria a zero, em um certo volume. Na física clássica, um vácuo parcial em uma certa região do espaço pode ser quantificado referindo-se à pressão naquela região. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade para a pressão é o pascal (Pa). A pressão também pode ser expressa como uma porcentagem da pressão atmosférica usando o bar ou a escala barométrica.
A tentativa de descobrir o significado do vácuo já é de longa data. Os primeiros relatos que temos é que tenham vindo com a filosofia na Grécia Antiga que debatia a existência de um vazio, um local sem matéria. Por volta do ano 420 a.C., dois gregos, Leucipo e seu aluno Demócrito, tentaram explicar o vácuo por meio de uma teoria atômica (atomismo), na qual, todos os corpos seriam compostos de átomos que não poderiam ser alterados e eram diferenciados por suas formas geométricas. A junção destes átomos criavam a matéria e, entre estas junções, não havia nada, ou seja, o vácuo. Porém, anos após a teoria feita por Demócrito, chegou a vez de Aristóteles, que queria negar a existência do vácuo, negando, assim, a teoria anterior. Para provar a não existência do vácuo, Aristóteles utilizou a teoria da queda dos corpos. Tudo que deixamos cair de nossas mãos sofre uma resistência do meio em que estão caindo: resistência do ar, da água, por exemplo, podendo ter uma resistência grande ou pequena fazendo com que o tempo de queda seja maior ou menor. Desta forma, ele tentou demonstrar que esta resistência sempre estaria presente, delimitando a velocidade de queda até que ela atingisse a zero, porém, se houvesse, mesmo, o vácuo, esta resistência deveria ser nula, pois, não haveria resistência, não delimitando a velocidade dos corpos, podendo, assim, chegar a um valor infinito.
Bombas a vácuo
Otto von Guericke, como Torricelli e Pascal, queriam descobrir mais sobre o ar atmosférico, porém, no caso do primeiro, sua curiosidade estava mais relacionada à retirada do ar de um ambiente. A idealização de Von Guericke era bombear totalmente a água de um recipiente fechado utilizando uma bomba de água, porém, ele não esperava que, com a retirada da água, o ar preencheria o seu espaço por menor que fosse a fresta, logo, percebeu que um dos problemas da criação do vácuo seria a vedação do recipiente. Mais tarde, foi visto que bastava bombear ar com um pistão. Mesmo com a "falha" de Von Guericke, foi produzida a primeira bomba de vácuo. Foi, então, possível a criação de vácuo, não que fosse um vácuo perfeito, mas que poderia ser utilizado para fazer demonstrações, como: a extinção da chama de uma vela pela ausência de ar, a não propagação do som e a mais importante e conhecida experiência dessa época foi a dos "Hemisférios de Magdeburgo", no qual, dois hemisférios metálicos com suas juntas vedadas de couro eram justapostas. A separação das mesmas era quase que impossível após a retirada do ar interior das esferas. Quando o pistão chega no fundo, a válvula do cilindro é fechada e o pistão retirado, reduzindo, assim, a pressão. Ou pode-se utilizar a técnica de Torricelli, de esvaziar um tubo que contenha mercúrio para outro recipiente produzindo vácuo.
Imagem: Rodrigo Sá Barreto · BY-NC · Openverse
Ao criar-se um vácuo parcial de energia, a matéria no volume sendo evacuada flui diferentemente sob pressões diferentes, numa forma baseada na teoria de gases rarefeitos. Inicialmente, uma bomba de vácuo pode ser usada para remover o material. Como as moléculas interagem entre si, elas empurram as suas vizinhas naquilo que se designa por fluxo viscoso. Quando a distância entre as moléculas aumenta, as moléculas interagem com as paredes da câmara mais frequentemente do que outras moléculas e a extração por compressão já não é efetiva. Nesta altura, o sistema entrou num estado chamado de regime molecular, onde a velocidade de cada molécula é aproximadamente aleatória. Métodos para remover o gás permanecente incluem os seguintes: A pressões extremamente baixas, a saída do gás (dessorção) do vasilhame em vácuo ocorre ao longo de algum tempo. Mesmo se um alto vácuo é gerado num contentor hermeticamente selado, não há garantia de que uma adequadamente baixa pressão irá continuar, a não ser que se assegure que haja uma saída. Esta dessorção é geralmente pior a temperaturas maiores, além de estar presente em todos os materiais, em maior ou menor grau dependendo de sua constituição física. O vapor de água é um componente de dessorção primário, mesmo em vasilhames de metal duro (tais como aço inoxidável ou titânio).
Imagem: Caetano Julio · BY-NC-ND · Openverse
O espaço sideral é considerado um local perigoso, pois sabemos que se um astronauta por exemplo sair de uma espaçonave como a Estação Espacial Internacional e não estiver utilizando um traje espacial terá várias consequências:
Imagem: mii_chan · BY · Openverse
Segundo a teoria quântica de campos, mesmo na ausência total de átomos ou de qualquer partícula elementar, o espaço não pode ser considerado totalmente vazio. A razão disso é que pares partícula-antipartícula virtuais estão sendo formados e aniquilados o tempo todo no "vácuo", fenômeno chamado de flutuação quântica do vácuo. As partículas virtuais distinguem-se das "reais" por serem indetectáveis individualmente; porém, podem produzir efeitos mensuráveis, como o efeito Casimir.
Imagem: fbobraga · BY-SA · Openverse
O vácuo pode ser usado para fechar embalagens de produtos alimentícios, dando maior tempo de validade enquanto a embalagem estiver fechada. Usa-se muito esse processo em embalagens de pó de café, e também nos aspiradores usados na limpeza doméstica, onde nele há um ventilador que "empurra" o ar interno para a parte de "trás" do aspirador. Com isso ele diminui o número de moléculas de ar interno, provocando uma redução na pressão, a qual fica, então, menor que a pressão do ar externo. Desse modo, a pressão atmosférica "empurra" o ar para dentro do aparelho. Os processos em vácuo também estão presentes:
