Vakuum - in der Physik und im Alltag

 Dazwischen liegen Feinvakuum und Hochvakuum. Mithilfe der Vakuumtechnik lässt sich ein Vakuum auch künstlich erzeugen.

Vakuum - einfache Erklärung

In der theoretischen Physik ist ein Vakuum ein Raum ohne Materie. Im Ingenieurwesen oder der angewandten Physik hingegen handelt es sich bei Vakuum um einen Raum, dessen Druck um einiges geringer als atmosphärischer Druck ist. Wenn wir von einem leeren Raum oder dem Nichts sprechen, meinen wir damit ein Vakuum. Fälschlicherweise wird oft das Weltall als Vakuum bezeichnet. Denn obwohl es den Eindruck macht, als wäre im Weltall nichts, so gibt es auch dort auf jedem Kubikmeter Wasserstoffatome.
Um Vakua zu treffen, brauchen wir nicht zwingend weit weg zu gehen. Beispielsweise kennen wir sie in Form von Vakuumverpackungen oder Staubsaugern. Während Vakua in der Forschung eher für Elektronenmikroskope, empfindliche Detektoren oder Teilchenbeschleuniger von Bedeutung sind.

Vakuum erzeugen

Dank der Vakuumtechnik ist es möglich, ein Vakuum künstlich zu erzeugen. Das gelingt, indem man die Materie vollständig aus einem Raum entfernt, beispielsweise mit verschiedensten Formen von Vakuumpumpen. Wie lange der Vorgang dauert, ist abhängig von seiner Qualität, er kann wenige Minuten, Tage, aber auch bis hin zu mehreren Wochen dauern.
Um ein Hochvakuum zu erzeugen, werden mechanische Vakuumpumpen und direkte Heizungen in Bereichen, in denen die Temperatur zwischen 130 und 200 Grad beträgt, verwendet. Reduziert man den Druck noch weiter, wird ein Hochvakuum erreicht. Für diesen Vorgang werden nicht-mechanische Pumpen verwendet (Titansublimations- und lonengetterpumpen). Möchte man den Druck auf dem Druckbereich eines extrem hohen Vakuums mindern, wird dort das sogenannte "Kühlfallen" angewandt.
Im privaten Gebrauch, der Herstellung und Aufbewahrung, finden wir die Vakuumtechnik besonders bei Lebensmitteln.

Vakuumieren Vorteile

Das Anwenden der Vakuumtechnik bietet einige Vorteile. So erhöht es zum Beispiel die Haltbarkeit und bietet einen guten Schutz vor Gefrierbrand. Zudem bleiben Aromen, Vitamine und Nähr- und Mineralstoffe länger erhalten. Man spart Platz, Geld und die Ware ist vor Schädlingen geschützt. Allerdings bietet die Vakuumtechnik, die gerne auch zu Hause angewandt wird, Nachteile, wie beispielsweise die Anschaffungskosten und die Lautstärke während des Vakuumierens. Allerdings werden besonders die Anschaffungskosten aufgewogen, wenn man bedenkt, wie viel Geld man im Nachhinein dank der Vakuumtechnik spart, da man Lebensmittel nicht mehr wegwerfen muss, sondern Wochen/Monate später verzehren kann.

Kryotechnik

Geht es um die Lagerung von verflüssigten, tiefgekühlten Gasen, ist die Kryotechnik sehr beliebt. Die Kryotechnik wird besonders im industriellen Bereich gerne angewandt, doch auch zu Hause kommen kryotechnische Geräte zum Einsatz. Beispielsweise die Thermoskanne, die heute als Behältnis, welches Dinge warmhalten soll, fungiert, wurde früher für den Transport von flüssigen, gekühlten Gasen genutzt.
Heute werden dazu ebenso Behälter aus Edelstahl und Aluminium in vakuumisolierter Ausführung verwendet, die bis zu 10000 Liter aufnehmen können. Eine andere Bezeichnung für die Kryotechnik ist Tieftemperaturtechnik, da die Kryotechnik den Vorgang beschreibt, tiefe Temperaturen zu erzeugen. Was würde passieren, wenn ein Mensch einem Vakuum ausgesetzt wäre?
Schafft dieser es nicht, sich innerhalb weniger Sekunden in Sicherheit zu bringen, erhält das Gehirn keinen Sauerstoff mehr, wodurch der Mensch bewusstlos wird und schließlich stirbt. Zudem würde das Wasser in den Zellen kochen, was diese wiederum zum Platzen bringen würde. Das Gas würde sich in den Hohlräumen des Körpers versammeln, wodurch auch dort ein Überdruck entstehen würde.