ריק או בלועזית ואקום (Vacuum) הוא מושג בפיזיקה, שמציין מצב שבו אין חומר בנפח של חלל. לרוב מתייחסים לחוסר של אוויר, אבל המושג מתייחס לחומר בכלל.

ואקום נוטה למשוך אליו חומר, או להתמלא. כך קורה למשל בשואב אבק, שמשתמש בואקום כדי למשוך אל תוכו את האבק מהרצפה. יש גם ריק חלקי, כמו בחלל.

ריק חלקי מבוטא על ידי "פסקל" (Pascal), שהיא יחידת לחץ. בחלל יש ואקום חלקי.


זה מה שקורה כשיוצרים ואקום ששואב במקום האוויר החסר את הנוזל שמסביב:

https://youtu.be/o-3rFOyS72A


ואקום משמש לשאיבת אבק:

https://youtu.be/ejaVz-ZR-a8


אפשר לנצל ואקום כדי להקטין את נפח האיחסון בבית:

https://youtu.be/LQaRKsimBpM


ובחלל, אם רציתם לדעת, אין אולי אוויר אבל אין גם ואקום:

https://youtu.be/iSe_R87kF6U

בתחילת המאה ה-19 הומצאה טכנולוגיית שפופרת האוויר. הטכנולוגיה הזו נועדה להיות מערכת מהירה ובטוחה להעברת עצמים בתוך שפופרות. את הללו, מעין כמוסות סגורות בצורת גלילים, תכננו להעביר דרך רשת של צינורות, באמצעות ואקום או אוויר דחוס.

פינאס באלק הוא שפיתח את הרעיון להשתמש באוויר דחוס. זהו אוויר שנדחס ללחץ גבוה מלחץ אטמוספירי ובאלק הבין שהוא יוכל לשמש ככוח מניע.

בתחילה חשב באלק על העברת בני אדם ממקום למקום באמצעות הטכנולוגיה הזו. זה נשאר בגדר רעיון ולקח עוד 80 שנה עד שהחלו להשתמש בטכנולוגיה, אבל השימוש היה אחר. עלה אז רעיון להעביר הודעות טלגרף, על גבי מסמכים כתובים, אל משרדים בבניינים ואף אל בניינים סמוכים.

ואכן, מה ששימש את ההעברת ההודעות והמסמכים בשיטה זו היא רשת של צינורות פנאומטיים (Pneumatic tube). ברשת מסועפת של הצינורות הללו העבירו מאז מסמכים בצורה מאובטחת בין משרדים בחברות גדולות.

רואים אותם יפה בסרט "הקפיצה הגדולה" של האחים כהן.

עד היום משתמשים בצינורות הפנאומטיים כדי להעביר מסמים מגולגלים וחבילות קטנות בתוך הקפסולות הללו, בבנקים ובארגונים גדולים, בעיקר בארצות הברית. בתי חולים רבים משתמשים בצינורות הללו כדי להעביר בדיקות ומסמכים למעבדה ובין קומות שונות בבניינים.


כך משתמשים בצנרת פנאומטית:

https://youtu.be/gAlzYLcqsTU


הדרך בה עובדת הטכנולוגיה הזו:

https://youtu.be/TDFS3-8f5_w


הנה ההיסטוריה של שפופרות האוויר ככלי תחבורה:

https://youtu.be/sd58w0CXQrM


וצינורות פנאומטיים המשמשים לשיגור עצמי בסדרת טלוויזיה משנות ה-60:

https://youtu.be/lhxsD5uA7vs

יתכן שספיידרמן לא יישאר לבד זמן רב, עם הטיפוס שלו על הקירות. גורמים רבים היו רוצים יכולות טיפוס עכבישיות. מכוחות בטחון ולוחמה בטרור ועד למחלצים משריפות ואסונות אחרים - הצורך קיים ויהיו גורמים שירצו לשלם עליו מספיק.

סטודנטים להנדסה באוניברסיטת יוטה שבארה"ב יצרו מכשיר שמתבסס על טכנולוגיות של שואבי-אבק, כדי ליצור ואקום שמצמיד את המטפס אל הקיר. בשלב הנוכחי הם עדיין לא משווקים, בעיקר בשל הרעש הרב שגורמת גרסת האבטיפוס. הרי שום גורם צבאי לא יוציא למשימות חשאיות חיילים שעושים יותר רעש מכל הרחוב שמסביבם.. עם זאת, מפתחים רבים עובדים על פיתוח היכולות הללו ומן הסתם בעתיד נוכל לחזות בספיידרמנים בתשלום, מבצעים משימות שכוללות לא רק מבצעים חשאיים ופעולות הצלה, אלא גם ניקוי חלונות ופתיחת דירות נעולות..


הנה סרטון על הילד שהמציא מתקן ואקום לטיפוס על קירות:

http://youtu.be/i31AYw8uCyY


והנה סטודנטים באוניברסיטת יוטה שבנו מתקן דומה:

http://youtu.be/lev-XSkxHCg

שפופרת ריק, או שפופרת ואקום (Vacuum tube), היא רכיב אלקטרוני שמבוסס על שפופרת קתודית ומטרתו לשמש ליישור זרם חשמלי. שפופרת הריק הומצאה בתחילת המאה ה-20 על ידי הממציא לי דה פורסט.

על שפופרת הוואקום התבססו מכשירים אלקטרוניים בעידן שלפני המצאת הטרנזיסטור. אם תביטו לתוך "רדיו סבתא", אותו "רדיו מנורות" ישן, היה מכשיר שהתבסס על שפופרות-ריק, שכונו אז "מנורות".

שפופרות הוואקום נדלקו לאט ולקח להן זמן להתחמם, עד שפעלו. לכן גם לקח זמן מה מרגע ההדלקה של מכשירים שהתבססו עליהן ועד שהחלו לפעול.

שפופרות הוואקום ריק הוחלפו במשך הזמן בטרנזיסטורים, שהיו רכיבי אלקטרוניקה קטנים ומהירים. תודות להחלפתן בטרנזיסטורים הלכו וקטנו מכשירים אלקטרוניים ונולדו מכשירי הכיס. הראשון שבהם היה "רדיו הטרנזיסטור".


כך פעלה שפופרת ואקום:

https://youtu.be/nA_tgIygvNo


רדיו סבתא ישן עם שפופרות ואקום בתוכו:

https://youtu.be/WLFif73CYLw


בעולם הרוק מתגעגעים עד היום לסאונד החם של "מגברי המנורות":

https://youtu.be/cKgIsOA-G-Q


ומי שממש מתגעגעים יכולים לקנות היום רדיו חדיש עם מנורות לד מדומות:

https://youtu.be/Nsh8hYwVkrw

משאבה היא בדרך כלל מכונה השואבת נוזלים (יש גם משאבות השואבות גזים, שנקראות מפוח, מדחס או משאבת ואקום). אמנם יש משאבות ידניות אך לרוב מונעות המשאבות על ידי מנוע - מנוע חשמלי, מנוע דיזל או מנוע בנזין.


הנה הסבר באנגלית על פעולת משאבת מים פשוטה:

http://youtu.be/HphHTUWFZAg


והנה משאבה הרבה יותר מורכבת - משאבה של נפט:

http://youtu.be/WLSJGa2lLUc

המצאת שואב האבק (Vacuum cleaner) הקלה מאד על ניקוי הרצפה והשטיחים שבבית. החסכון העצום שהוא מקנה, בזמן ובמאמץ, הוא חלק משמעותי בנוחות של העולם המודרני.

אבל כיצד פועל שואב האבק?

בתוך שואב האבק יש מנוע חזק שמניע מאוורר. כוחו של המאוורר יוצר יניקה של אוויר מהצינור המחובר אליו והוא שואב את האוויר לתוכו. למעשה היניקה הזו יוצרת ואקום שאליו נסחף הלכלוך. זו הסיבה שבאנגלית נקרא שואב האבק Vacuum cleaner, כלומר "מנקה בעזרת ואקום".

האוויר שנשאב פנימה מביא עימו אבק שנלכד בתוך שקית הסינון. אחת לכמה זמן מתמלאת שקית הסינון וצריך לרוקן אותה, כדי שניתן יהיה להמשיך ולשאוב. יש גם שואבי אבק עם מיכל סינון במקום שקית.


כך פועל שואב האבק:

http://youtu.be/ejaVz-ZR-a8


הסבר מפורט של פעולת שואב אבק:

https://youtu.be/KbpYm9Wxgw4


וכך הוא שואב את האבק אליו:

https://youtu.be/TT2pNBKJjX8

איך ניתן לשמר מזון בקופסאות שימורים?
איך שימור המזון עובד?


שימור מזון בקופסאות השימורים (Canning) הוא אחת התעשיות המצליחות בתחום המזון של העידן המודרני. אבל כיצד מתרחש הפלא הזה של מזון שלא מתקלקל בקופסת השימורים שאנו מאחסנים במזווה?

ראשית, הבה נבין מדוע מזון מתקלקל בכלל. אז כללית מזון מתקלקל בשל ההתרבות של חיידקים בתוכו. היה זה הרופא האיטלקי לזרו ספלנצ'ני שגילה שהכנסת בשר אל תוך כלי אטום, לאחר שהורתח קודם לכן, תמנע רקבון כתוצאה מהיווצרות של חיידקים ותשמר את הבשר לזמן רב יחסית. החיידקים כן יווצרו בכלי חשוף כי הם מגיעים, הסיק ספלנצ'ני, היישר מהאוויר. מאה אחריו ימציא לואי פסטר את תהליך הפיסטור של המזון וישמיד בו את החיידקים על ידי הרתחת האוכל.

אז מה השיטה לשימור מזון בקופסאות שימורים?

אם מזון נשמר טוב יותר כשלא מתפתחים בו חיידקים, הרי שמזון משומר (Canned food) נשמר בקופסאות בזכות העובדה שאין בו אוויר. עושים זאת באמצעות אריזת ואקום. אריזה כזו יכולה להתבצע היום גם באריזה פלסטית או בצנצנות הזכוכית הוותיקות יותר, אבל כאן אנו מדברים על קופסאות פח ואין הבדלים בשיטה.

שיטת השימור הזו מחייבת יצירה של ריק, בלועזית "ואקום" (Vacuum), בתוך המכל שישמש לשימור. אם לומר זאת בפשטות, שואבים מלוך קופסת השימורים את כל האוויר ומיד לאחר מכן אוטמים אותה. אפס האוויר, או הוואקום המוחלט בתוכה, לא מאפשר לחיידקים ויצורים אירוביים אחרים להתקיים בה, מה שמאפשר למזון להשמר במשך תקופה ארוכה. רק האפשרות של אורגניזמים אנאירוביים להתקיים באריזה כזו היא שתגרום בכל זאת לכך שבשלב מסוים, לרוב אחרי שנים מספר, המזון בקופסת השימורים בכל זאת יתקלקל.


כך האוכל נשמר בקופסאות השימורים:

https://youtu.be/a0hxrGp1IJI


עוד דרך להסביר זאת:

https://youtu.be/9AgzORAaFRQ

טיפול בכוסות רוח (Cupping therapy) הוא אחד הטיפולים הרפואיים העתיקים בתבל. מזה אלפי שנים שרופאים קדומים ומרפאים מטפלים בכוסות רוח, כדי להקל על כאבים ומיחושים, כמו התקררות, כאבי שרירים, בעיות נשימה ועוד. בימי קדם נהגו לטפל בכוסות רוח כדי לפתור כמעט כל כאב או חולי. כיום השימוש בהם מצומצם לכאבים מקומיים וחיזוק המערכת החיסונית, שיפור בזרימת הדם, וחיוניות והרגשה טובה של המטופל.

בטיפול כוסות הרוח מצמידים לאזורים שונים בגוף, כוסות חמות, למשך מספר דקות. הכוסות נצמדות לעור באמצעות אוויר חם שיוצר בהן ואקום פנימי. כך מסייעים לזרימת דם גבוהה באזור שאליו הוצמדה כוס הרוח, לשחרור שרירים ולהקלה על כאבים.

היניקה של כוסות הרוח יוצרת סימנים על הגוף. הם נוצרים בשל פקיעת נימי הדם שבעור ומתחתיו, הגורמת לשטפי דם כהים ומבהילים. עם זאת, אין בעיגולים הכהים הללו נזק בריאותי והם נעלמים כעבור מספר ימים.

כוסות הרוח היו עשויים בעבר בעיקר מעץ או במבוק ולעיתים מחימר. כיום משתמשים לרוב בכוסות זכוכית ולעיתים בכוסות פלסטיק וגומי.


הנה סיני מסביר את הטיפול בכוסות רוח ברפואה הסינית:

http://youtu.be/E6hAI3NDRWQ


בסין של ימינו:

http://youtu.be/fkF_pm637uY


וגם כוכבי הוליווד מטופלים כך לפעמים:

http://youtu.be/q-7CWu5nu-I?t=16s

צלחית היא חלזון שאימץ לו את צורת "הכובע הסיני", כלומר הוא איבד את הפיתול החלזוני בשלב מוקדם של חייו. הצלחית חי בתחום הגאות והשפל. צורתו מקלה עליו להיצמד בחזקה אל הסלעים ולהתגונן ממכות הגלים. זה קורה בזכות ואקום - יש לצלחית מעין רגל גדולה שנצמדת אל הסלע בחוזקה, ומתחברת אליו בכוח רב על ידי יצירת ואקום.

לצורה של הצלחית כמה וריאציות, שמאפשרות לו הסתגלות לחיים בשעות ארוכות של חשיפה לאוויר. את האכילה וכרסום האצות מהסלע עושה הצלחית בשעת הגאות. אויבו הגדול של הצלחית הוא כוכב הים, המסוגל לקרוע נתחים מבשרו או לבלוע אותו. הצלחית לא נשארת חייבת ומתגוננת בפניו.


שימו לב כמה חזק כוח האחיזה של הצלחית בסלע, כוח שנועד למנוע עקירתה בגלים:

http://youtu.be/c8oXshRN-To


וראו את המאבק של הצלחית להדוף את כוכב הים - טורף המאיים לבלוע אותה:

http://youtu.be/tIskCOnLmII

הייפרלופ הוא רעיון למערכת הסעה על קולית, שהוצגה על ידי היזם הסדרתי והמיליארדר הדרום אפריקאי אילון מאסק. מאסק הציג את חזון ההייפרלופ של מערכת הסעה דמויית רכבת, המבוססת על ואקום ומגיעה למהירויות בלתי-נתפסות. את המהירות משיגים בה בעזרת ריחוף אלקטרומגנטי, שמקטין את ההתנגדות וההנעה היא באמצעות שינויי לחץ אוויר. זו תוכל להיות מה שהייתה הרכבת בעידן המרכבות והסוסים...

במהירות של כ-6,000 קילומטרים לשעה אמורה ההייפרלופ לגמוע מרחקים ולהעביר אנשים ממקום למקום, במהירות הבזק. הקו של לונדון-ניו יורק ייקח בקושי 45 דקות ובהייפרלופ שיקיף את העולם יוכל אדם להקיף את העולם כולו ב-6 שעות!

כדי להמחיש מה מתכננת חברת טסלה שהקים, יצרנית המכונית החשמלית המצליחה בעולם, לעתיד התחבורה המהירה בעולם, הציב מאסק חזון של פיתוח "בקוד פתוח", שבו יצטרפו אליו מהנדסים וממציאים אחרים וכולם ביחד יפתחו את ההמצאה הזו ויהפכו אותה לכלי תחבורה פעיל וממשי.

מעבר לתרומה הסביבתית של ההייפרלופ בהורדת כלי רכב מהכביש מתכנן מאסק שהייפרלופ תשתמש באנרגיה סולארית. על ידי לוחות סולאריים שיוצבו מעליה ויאפשרו ייצור של יותר חשמל מזה שהייפרלופ נזקקת לו, ייחסך הון עתק ותקטן משמעותית הפגיעה בסביבה.


הנה תכנית ההייפרלופ:

http://youtu.be/GiYb_0wOWqY


מפיו של הממציא (מתורגם):

https://youtu.be/mbHF5qGwnz4?t=93&end=3m04s


הסבר פשוט (עברית):

https://youtu.be/5rPFRmvgsEo?t=1m35s&end=2m45s


דוגמאות לריחוף אלקטרומגנטי:

https://youtu.be/O_K1J5FjlrE


באנגלית על ההייפרלופ:

http://youtu.be/z_JAlymIrOo


ההכרזה על הייפרלופ:

http://youtu.be/L2D4qDeHveA


וחברה שלקחה על עצמה את ההקמה הממשית על ההייפרלופ (מתורגם):

https://youtu.be/tf3Oy69CfOI