خلا

خلأ. خلأ یا خلاء ( به انگلیسی: vacuum ) یا فضای آزاد ( به انگلیسی: free space ) فضای عاری از هرگونه جسم و ماده است. این واژه در زبان لاتین نیز از «خالی» ( Vacuus ) سرچشمه می گیرد. در اشاره و مقایسهٔ نِسبی به چنین خلأ کاملی، منطقه ای با یک فشار گازی بسیار کمتر از فشار اتمسفر نیز یک خلأ است. در گفتگوهای علمی فیزیک دانان اغلب در مورد نتایج آزمایشی که در شرایط ایدئال ( خلأ کامل )؛ در برابر انجام آن در فضای آزاد، رخ می دهد، با استفاده از واژهٔ خلأ نسبی برای اشاره به خلأ ناقص سخن می گویند و منظورشان یک خلأ واقعی ولی ممکن، مثلاً در آزمایشگاه یا در فضاست. از سوی دیگر، در مهندسی و فیزیک عملی، خلأ به هر فضایی که در آن فشار کمتر از فشار اتمسفر باشد، اشاره دارد. 
خلأ ( vacuum ) به محیطی گفته می شود که چگالی ذره های ( اتم ها و مولکول های ) موجود در آن خیلی کمتر از محیط جوّ است. خلأ را با توجه به تعداد ذراتی که در واحد حجم دارد، به خلأ عادی، خلأ متوسط، خلأ بالا، خلأ خیلی بالا و خلأ بی نهایت تقسیم بندی کرده اند. برای تشخیص نوع خلأ، تعداد مولکول ها اندازه گیری نمی شوند، بلکه با اندازه گیری فشار گاز می توان تعداد مولکول ها در واحد حجم را تعیین کرد. خلأ به محیطی گفته می شود که فشار آن از فشار اتمسفر کمتر باشد و براساس فشاری که دارد به خلأ عادی، متوسط و غیره تقسیم بندی می شود. 
خلأ معمولاً به ناحیه ای از فضا که فشار آن کمتر از ۷۶۰ تور ( واحد فشار ) باشد گفته می شود. تور یکی از واحدهای فشار و تقریباً معادل یک میلی متر جیوه است. هدف اصلی فناوری خلأ کاهش چگالی ذرات خارجی، شامل اتم ها یا مولکول ها، یا ذرات دیگر در یک حجم مشخص است. این ذرات خارجی عبارتند از:
۱ - بخار حاصل از چشمه مواد
۲ - گازهای موجود در هوای داخل محفظه که عمدتاً شامل نیتروژن و اکسیژن، بخار آب ( که از راه هوا جذب می شود )، هیدروژن، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن می باشند. 
۳ - گازهایی که به واسطه عدم درزبندی درست و در اثر نشتی حاصل از آن از طریق دیواره ها وارد سیستم می شوند. 
۴ - گاز حاصل از فشار بخار مواد
۵ - گازهای جذب شده در داخل مثلاً بدنه استیل که بعد از پولیش کردن بدنه یا پخت محفظه خارج می شوند. 
لازم است ذکر شود که دفع گاز با دمای داخل محفظه خلأ متناسب است و با بالا بردن دمای محفظه، دفع گاز با سرعت بیشتری انجام شده و پس از گذشت زمان مشخص به یک مقدار ماکزیمم رسیده و در ادامه به آهستگی کاهش می یابد. فرایند پخت جهت دفع هر چه بیشتر و زودتر گازها از بدنه تجهیزات انجام می شود و بسته به خواص آن در دماهای مختلفی صورت می گیرد. جهت گاز زدایی هر چه سریعتر از سطوح تجهیزات می توان فرایند پخت را در دماهای بالاتر و فشارهای پایین تر انجام داد. در شرایط خلأ می توان قانون گاز کامل ( ایدئال ) که بیانگر ارتباط بین فشار ( P )، دما ( T ) و حجم محفظه ( V ) است را مورد استفاده قرار داد: PV=nRT که در آن P فشار داخلی سیستم، V حجم سیستم، n تعداد مول های ذرات سیستم، R ثابت جهانی گازها و T دمای سیستم با یکای کلوین است. مولکول های تشکیل دهنده گاز در مسیرهای مستقیم و به صورت کاتوره ای حرکت کرده و با مولکول های دیگر یا دیواره های ظرفی که در آن قرار دارند برخورد می کنند. برای تشریح خلأ، علاوه بر کمیت فشار، از کمیت های دیگر نیز استفاده می شود. یکی از مهم ترین آن ها کمیت مسیر پویش آزاد میانگین ( MFP ) است که به وسیلهٔ آن می توان ارزیابی بهتری در خصوص تعداد ذرات در واحد حجم مورد نظر ارائه داد و به صورت زیر تعریف می شود: مسیر پویش آزاد میانگین مولکولی، که با حرف λ نشان داده می شود، میانگین فاصله ای است که یک مولکول در بین دو برخورد متوالی با مولکول های دیگر طی می کند.