[공압 지식] 진공(Vacuum)? - 의미와 단위 변환(torr, mmHg..)에 대해 알아보기
<진공이란?>
진공이란 정해진 공간 안에 존재하는 공기 및 가스를 제거한 상태를 말합니다.
진공상태에서는 모든 물체가 동일한 질량으로 치환됩니다. 무거운 물체든 가벼운 물체든 낙하하는 속도는 동일합니다.
아래의 영상을 볼까요?
위의 실험은 특수설비를 통해 완전진공에 가깝게 만들어 놓은 상태입니다.
완전진공이란 공간 내에 아무것도 존재하지 않는 상태인데, 이는 불가능합니다. 따라서 공압에서의 진공은 대기압보다 낮은 압력상태를 말하며 진공의 정도를 통해 현재 상태를 파악할 수 있습니다.
쉽게 설명하자면, 압력은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러가는 성질을 갖고 있으므로 우리 주변을 감싸고 있는 대기압보다 낮은 압력을 지닌 공간으로 공기든 가스든 무엇이든 흘러들어갈 것이며 이를 우리는 진공 상태라고 할 수 있습니다.
<진공 단위에 대해 알아보자>
진공의 단위를 알아보는 이유는 진공 어플리케이션에서 어느정도의 진공을 제어할 것인지에 대한 기준이 필요하기 때문입니다.
진공을 이용한 어플리케이션은 무궁무진 합니다.
전기차 2차 전지 생산 공정, 반도체 공정 등등에서 진공을 이용한 공정들이 있으며, 쉽게 생각할 수 있는 시스템으로는 피킹 시스템이 있습니다.
이러한 진공의 정도에 대해 모두가 이해하고 사용할 수 있도록 진공의 단위가 정해져 있습니다.
<단위의 종류>
한국공업규격에서는 Torr와 Pa를 진공의 단위로 규정하고 있지만 보통 Torr를 많이 사용합니다. Torr는 mmHG와 동일한 정도를 나타내는 단위입니다.
다시 말해, 1Torr = 1mmHG입니다.
mmHG를 통해 Torr 단위에 대해 알아볼까요?
- mmHG란?
1643년 물리학자 토리첼리는 유리관과 수은을 이용한 실험을 하였습니다. 단면적 1cm의 한쪽이 막힌 유리관을 수은이 가득 담긴 그릇안에 세워두면 유리관 안으로 수은이 들어오고 이 높이가 대기압 상태에서는 76cm를 유지하는 것을 발견하였습니다.
이 실험을 통하여 우리는 대기압(1기압)을 760mmHG라고 지정하였으며 과학자 토리첼리를 기억하기 위해 760Torr라는 단위가 만들어졌습니다.
Torr와 mmHG이외에도 다양한 진공 단위들이 있습니다.
각각의 치환하는 방법들은 실무에서는 굳이 필요한 내용이 아니므로 아래의 단위 표를 통해 참고만 해도 좋을 듯 합니다.
<진공 단위 해석하기>
그렇다면 500Torr는 어느 정도의 진공으로 해석할 수 있을까요?
그 전에 절대압과 게이지압에 대한 개념을 이해해야 합니다.
절대압이란, 토리첼리의 실험에서 나온 수은기둥에서 수은의 높이를 그대로 사용하는 방법이고
게이지압이란 대기압을 기준으로 하여 얼마만큼의 압이 내려갔는지, 진공이 형성되었는지 나타내는 방법입니다.
예를 들어, 절대압 260mmHG(abs)는 현재 진공의 정도로 인하여 수은 기둥의 높이가 260mm인 상태를 의미합니다. 이를 게이지압으로 표현하면 500mmHG가 되는데 이는 대기압 760mmHG에서 500mmHG만큼 내려간 상태가 절대압 260mmHG와 동일한 상태이기 때문입니다.
500mmHgG = 260mmHg(abs) = 260Torr
보통은 760mmHg(abs) ~ 1mmHg(abs)까지는 게이지압을 이용하고 1mmHg(abs) 이하의 진공은 절대압 단위를 이용합니다.
<진공의 정도에 따라 구분해보자>
진공은 총 다섯 단계로 나눠집니다.
<진공 단위 변환기>
아래의 링크를 통해 쉽게 진공의 단위를 변환하실 수 있습니다.
mmHG to pa - Google 검색
PRESSURE Units Conversion millimeter-of-mercury to pascals · 1 mmHg, = 133.322 Pa · 2 mmHg, = 266.644 Pa · 3 mmHg, = 399.966 Pa · 4 mmHg, = 533.288 Pa · 5 mmHg, = ...
www.google.com
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