مضخة سبرينجل

تستطيع مضخة من هذا النوع إنتاج فراغ عالي يصل فيه الضغط إلى 1 ملي باسكال. [ 1 ]

مضخة سبرينجل هي مضخة تفريغ تستخدم قطرات من الزئبق تسقط عبر أنبوب شعري ذي قطر صغير لحبس الهواء من النظام المراد تفريغه. [ ملاحظة 1 ] اخترعها الكيميائي هيرمان سبرينجل، المولود في هانوفر ، عام 1865 أثناء عمله في لندن . [ 3 ] حققت المضخة أعلى مستوى تفريغ ممكن في ذلك الوقت، أقل من 1 ميكروباسكال (حوالي 1 × 10⁻¹¹ ضغط جوي ). [ 1 ]

عملية

يُخزَّن الزئبق في الخزان الموجود على اليسار. يتدفق الزئبق إلى البصيلة B ، حيث يتكوّن على شكل قطرات تسقط في الأنبوب الطويل الموجود على اليمين. تحبس هذه القطرات الهواء الموجود في البصيلة B. يُجمع الزئبق المتدفق ويُعاد إلى الخزان الموجود على اليسار. بهذه الطريقة، يُمكن إزالة كل الهواء تقريبًا من البصيلة B ، وبالتالي من أي وعاء R متصل بها . يوجد عند النقطة M مقياس ضغط يُشير إلى الضغط في الوعاء R الذي يتم تفريغه.

تضغط قطرات الزئبق المتساقطة الهواء إلى الضغط الجوي، ثم ينطلق عندما يصل التيار إلى قاع الأنبوب. ومع انخفاض الضغط، يقل تأثير التخميد الناتج عن الهواء المحصور بين القطرات، فيُسمع صوت طرق أو طرق، مصحوبًا بومضات ضوئية داخل الوعاء المفرغ نتيجةً للتأثيرات الكهروستاتيكية على الزئبق.

إن سرعة مضخة سبرينجل وبساطتها وكفاءتها جعلتها جهازاً شائعاً بين المجربين. وكان بإمكان أول نموذج من سبرينجل تفريغ وعاء سعة نصف لتر في 20 دقيقة. [ 4 ]

التطبيقات

استخدم ويليام كروكس المضخات على التوالي في دراساته حول التفريغ الكهربائي . واستخدمها ويليام رامزي لعزل الغازات النبيلة ، كما استخدمها جوزيف سوان وتوماس إديسون لتفريغ مصابيح الإضاءة المتوهجة الجديدة ذات الفتيل الكربوني . وكانت مضخة سبرينجل الأداة الرئيسية التي مكّنت، في عام 1879، من تفريغ الهواء من المصباح الكهربائي بشكل كافٍ، مما سمح لمصباح الفتيل الكربوني بالاستمرار لفترة كافية ليصبح عمليًا من الناحية التجارية. [ 5 ] انتقل سبرينجل نفسه إلى دراسة المتفجرات ، وانتُخب في نهاية المطاف زميلًا في الجمعية الملكية .

ملحوظات

  1. كما أوضح سبرينجل نفسه، [ 2 ] كانت مضخة التفريغ التي ابتكرها تعديلًا لتقنية " الترومب " (أو "الترومب")، المعروفة في أوروبا منذ القرن السادس عشر على الأقل. في الترومب ، يتدفق الماء من خزان عبر أنبوب. الطرف العلوي للأنبوب مغلق باستثناء مجموعة من الأنابيب الصغيرة، كل منها مفتوح للهواء من أحد طرفيه، ويغمر طرفه الآخر تحت الماء. أثناء تدفق الماء، يسحب الهواء من الأنابيب. يحمل الماء الهواء إلى أسفل الأنبوب، حيث يتجمع في خزان تحت ضغط عالٍ. استُخدمت تقنية الترومب لإنتاج تيار هواء ثابت لأغراض الصهر وتشكيل المعادن، من بين استخدامات أخرى. قام سبرينجل ببساطة بتوصيل أنبوب بالطرف العلوي للأنبوب لاستخدام تدفق السائل لتفريغ وعاء. انظر: المبدأ الأساسي للترومب.

مراجع

  1. 1 2 بيتش، تشاندلر ب.، محرر. (1914). "مضخة الهواء"  . مرجع الطالب الجديد  . شيكاغو: إف إي كومبتون وشركاه.
  2. سبرينجل 1865 ، ص 17.
  3. ^ سبرينجل ، هيرمان (1865). "ثالثاً: أبحاث الفراغ" . مجلة الجمعية الكيميائية . 18 : 9 – 21 .
  4. سيلا، أندريا (28 يناير 2008). "مجموعة أدوات كلاسيكية: مضخة سبرينجل" . عالم الكيمياء . تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2018 .
  5. جيل، فرانسيس (1990). ذكريات مينلو بارك، المجلد 1 (إعادة طبع طبعة 1937 مع مقدمة جديدة ). نيويورك: منشورات دوفر. ISBN  0-486-26357-6.

للمزيد من القراءة