在給定的空間內低于一個大氣壓的氣體狀態稱之為真空狀態。這種特定的真空狀態與大氣狀態相比較,主要有兩個基本特點:首先,處于真空狀態的真空容器要受到大氣壓強的作用;其次,真空狀態下氣體的分子密度小于大氣狀態下的氣體分子密度,因此,分子之間以及分子與固體表面(如器壁)之間碰撞的幾率相對減小。
用吸管喝飲料時,吸管內的壓強低于大氣壓強而處于真空狀態,因此飲料在大氣壓作用下沿著吸管進入口中。本文介紹的真空,主要是在科學研究領域中所需的真空,具體來講是殘留氣體對使用目的的影響可以忽略的真空狀態。
真空有不同的程度(簡稱真空度),通常情況下按以下標準來劃分。
(1)低真空領域(105~103Pa)
氣體的物理性質和大氣壓下的空氣狀態基本沒有區別,該真空領域的主要特征是真空容器內外產生強大的壓力差。利用這一特征的吸引和吸附技術,在產業領域被廣泛利用。
(2)中真空領域(103~10-1Pa)
氣體的流體性質和大氣壓下的空氣狀態相比可以忽略。該領域物質的沸點降低,在更低溫度下即可實現物質的蒸發。
(3)高真空領域(10-1~10-5Pa)
以稀薄氣體為特征的真空特性成為主導,氣體分子的平均自由程增大。
(4)超高真空領域(10-5~10-8Pa)
包括真空容器壁上的吸附分子在內,氣體分子的存在幾乎可以忽略。
(5)極高真空領域(<10-8Pa)
接近完全的真空狀態。固體的清潔表面可以更長時間維持,對表面科學研究很重要。
地球和月球中間的真空度是10-7Pa,地球和太陽中間的真空度是10-9Pa,銀河系邊緣的真空度是10-14Pa。