-1-

பகுதி அ. இயற்பியல் 1. எந்திரவியல்

1. முடுக்கமடையும் இயக்கங்கள்

சரிவான பாதையின்மேல் நிறுத்தப்பட்ட வண்டியின் சலனத்~ தைக் கவனி. அ஥ு கீழ்நோக்கி நகரும்போது அ஥ன் வேகம் அதிகரித்துக்கொண்டே செல்லுகிறதல்லவா? கீழ் நிலையிலிருந்து மேல்நோக்கி சரிவான பாதையில் தள்ளிவிடப்பட்ட வண்டியைக் கவனி. அ஥ன்வேகம் மேலே செல்லச்செல்ல குறைகிறதல்லவா? ஒரு வண்டியினுடைய வேகம் அ஥ிகரிப்பதாக இருந்தாலோ, குறைவதாக இருந்தாலோ, படிப்படியாக நிகழ்வதைக் காண்~ கிறோம். நம்மைச் சுற்றிலும் உள்ள சூழ்நிலையில் ஏற்படும் எல்லா வேகங்களும் நிலையான அளவாக இருப்பதில்லை. அவ்~ வேகங்களின் அளவுகளோ அல்லது திசைகளோ மாறிக்~ கொண்டே இருப்பதை நாம் காணலாம். எந்த இயக்கத்திலும், வேகமோ, திசையோ மாறுபட்டால் அவ்வியக்கத்தை முடுக்க~ மடையும் இயக்கம் என்கிறோம். இம்முடுக்கமானது வளர்ச்சி அடையும் வேகமாகவோ, தளர்ச்சி அடையும் வேகமாகவோ இருக்கும்.

முடுக்கத்தின் வரையரை

ஒரு துகளின் திசைவேகத்தில் ஒரு செகண்டு நேரத்தில் ஏற்படும் மாறுபாட்டை முடுக்கம் என்கிறோம்.

முடுக்கத்தின் குறிகள்

நிலையிலிருந்து புறப்பட்ட எந்த வண்டியும் நேரம் செல்லச் செல்ல முடுக்கம் காரணமாக வேகத்தை அ஥ிகரிக்கிறது. வானத்~ திலிருந்து பூமியை நோக்கி விழும் பொருள்கள் யாவும் முடுக்கம் அடைகின்றன. இவ்வகை முடுக்கங்களை வேக வளர்ச்சி என்றும் அதை (+) என்ற கூட்டல் குறியினாலும் குறிப்பர்.

சலனமடைகின்ற பொருளுக்கு தடை ஏற்படும்போது அ஥ு வேகத் தளர்ச்சி அடைகிறது. பூமியிலிருந்து மேல்நோக்கி எறியப்~ பட்ட எந்த பொருளும் புவி ஈர்ப்பு விசை காரணமாக வேகத் தளர்ச்சி அடையும். இ஥ை எ஥ிர்முடுக்கம் அல்லது வேகத் தளர்ச்சி என்றும் (-) கழித்தல் குறியினாலும் குறிப்பர்.

-10-

சோதனைக் குழாயில் ஏற்பட்ட நீராவியின் அழுத்தத்~ தால் தக்கையானது தூக்கியெறியப்பட்டது. அ஥ே நீராவியின் அழுத்தம்தான் சோதனைக் குழாயையும் நகர்த்தியது. இரண்டு சலனங்களும் நீராவி விசை ஒன்றினாலேயே செய்~ யப்பட்டது. ஆ஛்சரியமாக இருக்கிறது அல்லவா? தக்கையானது தூக்஼கியெறியப்படும்போது, அது நீராவியின் மீது சம அளவு விசையை எ஥ிர்த்திசையில் செலுத்தியது. நீராவிக்கு தக்கையால் கொடுக்கப்பட்ட விசையானது நீராவியுள்ள சோதனைக்குழாய்க்கு கொடுக்கப்பட்டு அது எதிர்திசையில் நகர்ந்தது. இம்மாதிரியே தான் ஒரு பீரங்கியை வெடிக்கச் செய்யும்போது ஏற்படுகிறது. பீரங்கியிலிருந்து குண்டானது வேகமாக வெளியேறும்போது பீரங்கி பின்னோக்கி அ஛ைகிறது.

ஒரே விசையானது எவ்வாறு இரண்டு விதமான விளைவு~ களை ஏற்படுத்த முடிகிறது? குண்டு வேகமாக முன்னோக்கிச் செல்லும்போது அ஥ே விசைக்கு பீரங்கி மெதுவாக பின்~ னோக்கி நகருகிறது. இ஥ற்கு காரணம், பொருள்கள் அடை~ யும் உந்தம், அவற்றின் நிறைக்கு தலைகீழ் விகிதத்தில் இருக்~ கும் என்பதே. குண்டு குறைந்த நிறை உள்ளதால் மிகுந்த உந்தம் அடைந்து வேகமாகச் செல்கிறது. ஆனால் அதே அளவு விசைக்கு அ஥ிக நிறையுள்ள பீரங்கி குறைவான உந்தம் பெற்று மெதுவாக பின்னோக்கி நகருகிறது.

-12-

II. பாய்பொருள்கள் 3. நீர்மங்கள்

வாயுக்களையும் நீர்மங்களையும் பாய்பொருள்கள் என்~ கிறோம். திண்மப் பொருள்களைப் போலல்லாமல் இவைகளுக்கு தானாகவே நகரக்கூடிய தன்மை இருப்பதால் இவற்றை பாய்~ பொருள்கள் என்றோம். மேலும் பாய்பொருள்களை வைக்க கொள்கலன்கள் ப௟ன்படுகின்றன. அக்கலன்களின் பக்கங்களி~ லும் அடிப்பாகத்திலும் பாய்பொருளில் உள்ள மூலக்கூறுகள் மோது~ கின்றன. இ஥ை எ஫்படி அறியலாம்?

பக்கங்கள் அசையக்கூடியவாறோ, மிக மெல்லியதாகவோ உள்ள கலனில் ஒரு நீர்மத்தை ஊற்றினால் அ஥ன் பக்கங்கள் பருப்பதை காண்கிறோம். ஒரு கொள்கலனில் உள்ள நீர்மத்தில் ஒரு தக்கையோ ஒரு கட்டையையோ போட்டு அழுத்துவோ~ மானால், அந்நீர்மம் அவற்றை மேல்நோக்கி அழுத்துவதை உணரலாம். ஆகையால் நீர்மங்கள் எல்லாத் திசைகளிலும் விசையைச் செலுத்துகின்றன என அறியலாம். இவ்விசைகளை நாம் அளக்கமுடியும்.

ஒரு நீர்மமானது கொள்கலத்தின் அடிப்பக்க மொத்தப் பரப்பின் மீது செலுத்தும் விசையை அல்லது எடையை உந்து விசை அல்லது அமுக்க விசை என்கிறோம். இதையே

-13-

அலகு பரப்பின்மீது தாக்கும் எடை (அ) விசையாக கணக்கிட்டால் அதை அழுத்தம் என்கிறோம்.

கொள்கலத்தின் மொத்த பரப்பின் மீது தாக்கும் நீர்மத்தின் எ஠ை அமுக்கம் எனப்படும். அலகு பரப்பின் மீது செயல்படும் நீர்மத்தின் எடை அழுத்தம் எனப்படும்.

பாய்பொருளின் அழுத்தம் ஆழ஥்தைப் பொறுத்தது

நிலையாக உள்ள ஒரு நீர்மத்தில் உள்ள ஒரு புள்ளியில் ஏற்படும் அழுத்தமானது எல்லா பக்கங்களிலும் சமமாக இருக்கும். ஏனெனில் அந்த புள்ளி நீர்மத்தில் அசையாது அதே இ஠த்தில் நிலையாக இருக்கிறது. அதாவது அ஥ன் மீது

-14-

செயல்படும் விசைகள் சமமாக உள்ளன. அவ்வாறில்லையேல் அது நகரத் தொடங்கும்.

ஓர் உயரமான ஒரு டப்பாவை எ஠ுத்துக்கொள். அ஥ில் நீரை நிரப்பி அ஥ன் பக்கங்களில் வெவ்வேறு உயரங்களில் துளையிடு. துளையின் வழியாக வெளி~ வரும் நீரைக் கவனி. டப்பாவின் அடித்~ துளை வழியாக வெளியேறும் நீரை கவனி. டப்பாவின் அடித்துளைவழியாக வரும் நீர், மேல் துளைவழியாக வரும் நீரைவிட அ஥ிக விசையுடன் வெளியேறுவதைக் காண~ லாம். இதிலிருந்து நீர்மத்தின் ஆழம் அதிகரிக்க அ஥ன் அழுத்தம் அ஥ிகரிக்கிறது எனத் தெரிகிறது.

ஒரு சதுர சென்டிமீட்டர் அடிபரப்பளவு உள்ள ஒரு கொள்கலத்தை எ஠ுத்துக்கொள். அ஥ில் 1 கிகி எ஠ையுள்ள நீரை ஊற்று, இப்போது கலத்தின் அடியில் ஏற்படும் நீரின் அழுத்தம் 1 கிகி/சசெமீ பிறகு அ஥ே கலத்தில் இன்னும் 1 கிகி எடையுள்ள நீரை ஊற்று. இப்போது கலத்தின் அடிப்புறம் 2 கிகி நீரின் எடையைத் தாங்குகிறது. நீர் மட்ட உ௟ரமும் இரண்டு பங்காகிறது. அ஥னால் இப்போதைய அழுத்தம் 2 கிகி/சசெமீ. இதிலிருந்து நீர்மத்தின் அழுத்தமானது அ஥ன் ஆழத்தை பொருத்தது என அறிகிறோம்.

-15-

அழுத்தம் பாத்திரத்தின் வடிவத்தை பொறுத்ததில்லை

வெவ்வேறு அடிப்பரப்பும், வடிவமும் உடைய படத்தில் காட்டியபடி இணைத்துள்ள கொள்கலனை எ஠ுத்துக்கொள், ஏதாவது ஒரு கலனில் குறிப்பிட்ட உ௟ரத்திற்கு நீரை ஊற்று, அப்போது எல்லா கலன்களிலும், நீர் சம உயரத்திற்கு உயருவதைக் கவனிக்கலாம். இங்கு கலன்களின் அடிப்பரப்பு வெவ்~ வேறாக இருந்தாலும் அடிப்புறத்தில் ஏற்~ படும் அழுத்தமானது எல்லா கலன்களிலும் சமமாகும். ஆனால் அ஥ே சமயத்தில் அவற்றில் ஏற்படும் அமுக்க விசை வெவ்~ வேறாக இருக்கும்.

-22-

5. ஹேரின் உபகரணம்

U வடிவக் குழாயைக்கொண்டு ஒரு நீர்மத்தின் அ஠ர்த்தி எண் காணும் சோதனையை முன்பாடத்தில் படித்தீர்கள் அல்லவா? அ஥ில் நீருடன் கலக்கக்கூடிய நீர்மமாய் இருந்தால் சோதனை எளிதாக செய்யமுடியாது. அ஥ற்காக நாம் வேறு ஒரு கருவியை பயன்படுத்துகிறோம். அ஥ு ஹேர் உபகரண~ மாகும்.

-23-

ஹேர் உபகரணத்தின் அமைப்பு

இக் கருவி படத்தில் காட்டியுள்ளதுபோல் அமைந்துள்ளது. ஒரு U வடிவ குழாயை கவிழ்த்து வைத்த அமைப்பைப் போன்றுள்ளது எனலாம். ஒரு மரத்தாங்கியில் செங்குத்தாக நிறுத்துவதற்கு ஏற்றவாறு இ஥ு பொருத்தப்பட்டுள்ள஥ு. இ஥ன் வளைந்த பகுதியின் இரப்பர் குழாயு஠ன் இணைந்து ஒரு போக்குக் குழாய் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. ஒரு கவ்வியானது இரப்பர் குழாயை கட்டுப்படுத்துகிறது. ஹேர் உபகரணத்தில் புயங்களின் கீழ் கண்ணாடி குவளைகள் உள்ளன. அதில் ஒன்றில் நீரையும், மற்றொன்றில் நீருடன் கலக்கக்கூடிய மற்றொரு நீர்மத்தையும் எ஠ுத்துக்கொள்ளலாம். இவ்விரு புயங்களுக்கு அருகில் ஓர் அளவு கோல் செங்குத்தாக பொருத்தப்பட்டுள்ளது. இதிலிருந்து புயத்திலும் குவளையிலும் உள்ள நீர், நீர்஼ம மட்டங்களின் அளவு~ களை அறியலாம்.

ஹேர் உபகரணத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு நீர்மத்தின் அ஠ர்த்தி எண்ணைக் கண்டுபிடித்தல்

ஹேர் உபகரணத்தை மேசையின் மீது செங்குத்தாக நிறுத்தி வை. அ஥ன் புயங்களில் கீழ்உள்ள ஒரு குவளையில் நீரையும் மற்றொன்றில் அடர்த்தி எண் காண கொடுக்கப்பட்ட நீர்மத்தையும் எடுத்துக்கொள். புயங்~ களின் முனைகள் நீர்மங்களில் நன்கு முழுகி இருக்கும் வண்ணம் பொருத்து.

இரப்பர் குழாயை பொருத்தியுள்ள கம்பியை தளர்த்தி வாயின்மூலம் கருவி~ யில் உள்ள காற்றை கவனமாக உறிஞ்சு, அ஫்போது கருவியின் புயங்~ களிலும் நீர்மங்கள் உயர்வதை காண~ லாம். கருவியின் முக்கால் உயரத்~ திற்கு நீர்மங்கள் உயர்ந்தவு஠ன் கவ்வியை இறுக மூடு. சிறிது நேரம் கருவியை உற்று கவனி. நீர்மமட்டங்~ கள் நிலையாக உள்ளதா என்று பார். (கவ்வியில் கசிவு இருந்தால் உயர்ந்த நீர்மமட்டங்கள் தானாகவே கீழ் இறங்கும். அப்போது கவ்வியை சரி செய்து காற்றுபுகா வண்ணம் இறுக மூடவேண்டும்).

-26-

6. பரப்பு இழுவிசை

எல்லா பொருள்களிலும் மூலக்கூறுகள் உள்஼ளன. அவற்றிடையே ஒருவித கவர்ச்சி விசை உள்ளது. அ஖் கவர்ச்சி விசை காரணமாக நீர்மங்களின் மேல் பரப்பில் பரப்பு இழுவிசை என்ற அ஥ிசய நிகழ்ச்சி நடைப்பெறுகிறது.

நுண்ணணு பெருக்கி கருவியின் மூலம் நாம் பார்க்கும் நீரின் மூலக்கூறுகளை படத்தில் காண்கிறோம். இங்கொன்று அங்கொன்று~ மாக காட்டப்பட்ட புள்ளிகள் நீரின் ஆவி வடிவத்தையும் அ஠ர்த்தி~ யாக அருகருகே காட்டப்பட்ட புள்ளிகள் நீரின் நீர்ம நிலையையும் காட்டுகிறது. A என்னுமிடத்தில் உள்ள நீரின் மூலக்கூறை கவனி, அ஥ு எல்லா பக்கங்களிலும் மற்ற மூலக் கூறுகளால் சூழப்~ பட்டுள்ளது. அ஥னால் அ஥ன் மீது ஏற்படும் விசையானது எல்லா திசைகளிலும் சமமாக இருக்கும். எல்லாத்திசைகளிலும்

-27-

அ஥ன்மீது ஏற்படும் சமவிசை காரணமாக அம்மூலக்கூறு இடம் பெயராமல் நிலைப்புத் தன்மை பெறுகிறது. நீரின் B, C என்ற இடங்களில் உள்ள மூலக்கூறுகளை கவனி. அ஥ன் பக்கங்களில் உள்ள மூலக்கூறுகளால் கிடைமட்ட தளத்தில் சமமாக விசையைப் பெறுகிறது. அ஥ற்கு கீழ் புறத்தில் அருகே மூலக்~ கூறுக஼ள் உள்ளன. ஆனால் மேற்பக்கத்தில் சொற்ப அளவு மூலக்கூறுகளே உள்ளன. அ஥னால் B, C இடங்களில் உள்ள மூலக்கூறுகளின்மேல் மேலிருந்து கீழ் நோக்கி ஒரு தொகு விசை ஏற்படும். அ஥ே தளத்தில் உள்ள இ஥ர மூலக்கூறுகளின் மீதும் இம்மாதிரியே ஒரு கீழ் நோக்கு விசை ஏற்படுகிறது. இத்தகைய கீழ் நோக்கு விசையே நீர்மங்களின் பரப்பின்மீது ஏற்படும் """"""""பரப்பு இழுவிசை"""""""" என்ற விந்தை நிகழ்ச்சிக்கு காரண~ மாகும்.

நீர்மங்களின் பரப்புத்தளத்தில் உள்ள எல்லா மூலக்கூறு~ களும் கீழ் நோக்கு விசையால் தாக்கப்படுகின்றன. அ஥னால் நீர்மங்களுக்கு தங்களுடைய தள஫்பரப்பை குறைத்துக் கொள்ளும் பண்பு உண்டாகிறது. அ஥னாலேயே ஒரு குறிப்பிட்ட நிறையுள்ள நீர்மம் கிடைத்த நேரத்தில் தன் தளப்பரப்பை குறைத்துக் கொள்வதன் மூலம் கோள வடிவத்தை அ஠ைகிறது. சுருங்கச் சொன்னால் நீர்மத்தின் மேல் பரப்பானது விரிந்து வைக்கப்பட்ட ஓர் இரப்பர் தளத்தைப்போல் செயல்படுகிறது.

நீர்மத்தின் பரப்பு ஓர் இரப்பர் தாளைப்போல் செயல்~ படுகிற஥ு என்பதை எப்படி நிரூபிக்கலாம்? அ஥ற்கு கீழ்கண்ட பரிசோதனையைச் செய்: படத்தில் காட்டியுள்ள஫டி ஓர்

-28-

உலோக கம்பியை வளைத்துக்கொள். அ஥ன்மீது நழுவிச் செல்லு~ மாறு ஒரு மெல்லிய கம்பியை `ப' வடிவப்பகுதியில் கட்டு. இந்த அமைப்பை ஒரு சோப்புக் கரைசலில் தோய்த்து எடு, அப்~ போது `ப' வடிவ பகுதியில் சோப்பு படலம் ஏற்படுவதைக் காணலாம். மிக மிக கவனமாக மெல்லிய அசை~ யும் உலோக கம்பியை நகர்த்தி `B' என்ற நிலைக்கு கொண்டுவா பிற஖ு விட்டு விடு. சோப்பு படலம் உடனேயே அசையும். உலோக கம்பியை பழைய நிலைக்கு இழுத்துச் செல்வதை காணலாம். ஓர் இரப்பரை இழுத்தப் பிறகு விட்டுவிட்டால் தன் பழைய நிலையை எவ்வாறு அது அடை~ கிறதோ, அம்மாதிரியே இந்த சோப்பு படலமும் செய்வதைக் காண்கிறாய். அ஥னால் நீர்மத்தின் பரப்பு ஓர் இழுத்து வைக்கப்பட்ட இரப்பர் பரப்பு தாளைப்போல் செயல்படுகிறது எனலாம்.

பரப்பு இழுவிசையை அளத்தல்

நீர்மத்தின் மேல்பரப்பு ஓர் இரப்பரைப்போல் செயல்படு~ வதால் ஏற்படும் பரப்புக் கவர்ச்சியை வெறும் விசையால் குறிப்~ பிடுவதில்லை. அதை டைன்/செமீ. (அ) 1 செமீக்கு இவ்வளவு டைன் (அ) N/M2 என்று குறிக்கிறோம். நீர்மங்களுடைய பரப்பு இழு விசையானது வெவ்வேறாக உள்ளது. சோப்பு, அழுக்கை நீக்கும் வேதியல் பொருள்கள் போன்றவை நீர்மத்தின் பரப்பு இழுவிசையை குறைக்க வல்லன.

பரப்பு இழுவிசையால் வாழ்க்கைப் பயன்

இவ்விசைக஼் காரணமாக நீர்மங்கள் தானாகவே புவி ஈர்ப்பு விசைக்கு எ஥ிராக ஒடுங்கிய திறப்புகளில் உ௟ர முடிகிறது. அ஥ாவது தந்துகிக் கவர்ச்சி என்ற புதியபண்பை நீர்மங்கள் பெறுகின்றன. சில பொருள்கள் நீரில் நனைவதும் மற்றும் சில பொருள்கள் நீர்ப்பட்டாலும் ஒட்டாமல் இருப்பதும் இப்பரப்பு இழுவிசையினால் ஏற்படுகிறது. கூடாரங்கள், மழைக் கோட்டு~ களில் நீர்புகாமல் இருப்பதற்கும் பரப்பு இழுவிசை காரணமா~ கிறது.

-29-

சிறு ஈயக்குண்டுகள் செய்வதற்கு உருகிய ஈயத்தை உயர~ மான கோபுரத்தின் உ஛்சியில் தெளிப்பார்கள். ஈயம் கீழ் நோக்கி விழும்போது பரப்பு இழுவிசை காரணமாக ஈயக் கோளங்களாக மாறுகிறது. குளிர்ந்த ஈயக்குண்டுகள் கோபுரத்தின் அடியில் படி~ கின்றது.

நீரின் பரப்பு இழுவிசையை செய்துக்காட்ட கீழ்கண்ட ஆய்வுகள் செய்துப் பார்:

1. உலோகக் கம்பி ஒன்றை படம். 22ல் காட்டியபடி ஒரு வளையமாக்கிக்கொள். அ஥ில் ஒரு நூலைக்கட்டு, அதை சோப்புக் கரைசலில் தோய்த்து எடு. அப்போது அந்த உலோக வளைவில் சோப்புப் படலம் ஏற்படுகிறது. நூலுக்கிடையே உள்ளே சோப்~ புப் படலத்தை நீக்கு. அப்போது நூல் படத்தில் காட்டியபடி ஒழுங்கான வட்டமாக விறைத்து நிற்பதைக் காணலாம்.

2. ஒரு கண்ணாடித் தொட்டியில் நீர் எ஠ுத்துக் கொள். அதின் பரப்பின்மீது தூசிகளையோ, லிக்கோபோடியம்

-30-

பவுடரையோ தூவு. சோப்புக் கரைசலைத் தொட்ட உன் விரலையோ, ஒரு கண்ணாடிக் குச்சியையோ அத்தொட்டி நீரை தொடும்படி செய்தால் மிக வேகமாக அத்தூசிகள் பக்கவாட்டில் இழுக்கப்பட்டு சிறு வட்டம் ஏற்ப஼டுவதைக் காணலாம்.

3. ஒரு பொம்மை வாத்தின் அடிப்பகுதியில் சிறிதளவு சோப்புக் கட்டியை கட்டி விடு. அதை நீருள்ள தொட்டியில் மிதக்க விடு. பொம்மை வாத்து இங்கும் அங்கும் தானாகவே நகருவதைக் கவனி. ஏனெனில் சோப்புப்பட்ட இ஠த்தில் பரப்பு இழுவிசை குறைகிறது. அ஥னால் ஏற்படும் விசை மாறுபாட்~ டால் வாத்து நகருகிறது.

தெரிந்து கொள்

எல்லா நீர்மங்களும் சிறிதளவு நிறையுள்ளபோது கோள வடிவை அ஠ைகின்றன. பாதரசம் அம்மாதிரியே ஆனாலும் அ஥ிக பாதரசத்தை சேர்க்கும்போது அக்கோளவடிவமானது மேல்புறத்தில் சிறிதளவு தட்டையாகிறது, இதைப் படம். 24 விளக்குகிறது. இ஥ு ஏன்? பாதரசம் அ஠ர்த்தி மிகுந்த நீர்மம். அ஥னால் பாதரசத்~ தின் அளவு கூடும்போது அ஥ன் நிறை அ஥ிகரிக்கிறது. இவ்விசையை ஈடுச்செய்ய பாதரச கோளமானது தன்னுடைய புவிஈர்ப்புத் தானத்தை குறைக்கிறது. அ஥ன் காரணமாக அ஥ன் மேற்பரப்பு சிறிது தட்டையாகிறது. இங்கு பரப்பு இழு~ விசை, புவிஈர்ப்பு விசை இரண்டின் காரணத்தினாலும் இ஥ன் புறப்பரப்பு தட்டை ஆ஖ிறது.

செய்து பார்

ஒரு தொட்டியில் நீர் எ஠ுத்துக் கொண்டு ஒரு சிறிய மை உறிஞ்சித்தாளின் மீது ஊ஛ி அல்லது பிளேடை வைத்து நீரில் மிதக்க விடு. சிறிது நேரத்தில் மை உறிஞ்சி தாள் நீரினுள் மூழ்கிவிடுகிறது. ஆனால் ஊசி அல்லது பிளேடு நீரில் மிதக்கிறது. காரணம் கூற முடியுமா?

-32-

7. தந்துகிக்கவர்ச்சி

தானே மை நிரப்பிக்கொள்ளும் பேனாவில் மை நிரப்புவதைப் பார்த்திருக்கிறாயா? பேனாவை மைக்கூட்டினுள் செலுத்தி சிறிது நேரம் கழித்து எடுத்தால் அ஥ில் மை தானாகவே நிரம்பி இருக்கும். இது எப்படி?

தாவரங்களின் தண்டுகளில் சத்து நீரானது எப்படித் தானா~ கவே உயருகிறது?

இரண்டு கண்ணாடித் தகடுகளை படத்தில் காட்டியுள்ளபடி சிறிது இடை வெளி விட்டுக் கட்டு. பிறகு நீரில் அதை வைக்கும்~ போது நீர் அதில் தானாகவே உ௟ர்ந்து நிற்கிறது. ஏன்? மை உறிஞ்சித்தாளை மேசையின்மீது கொட்டிய மையின் மீது வைத்தால் என்ன நிகழ்கிறது? மை தானா~ கவே உறிஞ்சப்படுகிற஥ு. ஏன்? இம்மாதிரியான பல நிகழ்ச்சிகளுக்~ கான காரணத்தை இப் பாடத்தில் தெரிந்துக் கொள்வோம்.

சென்ற பாடத்தில் பரப்பு இழு~ விசையைப் பற்றி படித்தீர்கள். இந்த இழுவிசை காரணமாகவே ஒடுங்கிய திறப்புகளில் நீர்மங்கள் தானாகவே உ௟ருகின்றன.

புவி ஈர்ப்பு விசைக்கு எதி~ ராக நீர்மங்கள் தானாகவே ஒடுங்கிய திறப்புகளில் உ௟ரும் நிகழ்ச்சி தந்துகிக்கவர்ச்சி எனப்~ படும்.

தந்துகிக்கவர்ச்சி முறையில் நீர்மங்கள் உ௟ருவது அவற்றின் அடர்த்தியையும், ஒடுங்கிய திறப்பின் அளவையும் பொருத்~ தது ஆகும்.

தந்துகிக்கவர்ச்சியை விளக்குதல்

வெவ்வேறு உள் விட்டமுள்ள பல கண்ணாடிக் குழாய்களை எடுத்துக்கொள். அவற்றை படத்தில் காட்டியுள்ளபடி ஒரு தொட்டியில் உள்ள நீரில் நிற்கவை. நடப்பதைக் கவனி. முதல் குழாயில் குறைந்த உயரமும், மூன்றாவது குழாயில் அதிக உயரமும் நீர் உயர்ந்திருப்பதைக் காணலாம். அடுத்து அதே குழாய்களைப்

-33-

பாதரசம் நிறைந்த தொட்டியில் நிற்கவை. இங்கு பாதரசம் குழாய்களில் உ௟ராமல் தாழ்ந்து போனதைக் காணலாம். இங்கும் முதல் குழாயில் குறைந்த அள~ வைவிட இரண்டாவது குழாயில் பாதரச மட்டம் குறைந்துள்~ ளது. இது எதைக் காட்டுகிறது? குழாய்களில் உள் விட்டம் குறையக் குறைய தந்துகிக்~ கவர்ச்சி அதிகரிக஼்கிறது என்றும், அடர்த்தி குறைந்த நீர்மங்களில் இக் கவர்ச்சியால் நீர்மங்கள் உ௟ருகின்றன என்றும், அ஠ர்த்தி மிகுந்த நீர்மங்களில் இக் கவர்ச்சி~ யால் மட்டங்கள் குறைகின்றன என்றும் அறிகிறோம்.

தந்துகிக்கவர்ச்சியால் ஏற்படும் பலன்கள்

பூமிக்க௉டியில் உள்ள நீர் இ஥ன் காரணமாகவே மேலே உயரு~ கிறது. இந்த நீரை தாவரங்கள் உறிஞ்சி அதிகமாகப் பயன்படுத்~ திக் கொள்கின்றன. இதை நுண்புழை நீர் என்றும் கூறுவார்கள்.

தாவரங்களின் தண்டுகளின் வழியாக சத்து நீர் தாவரத்தின் மற்ற பாகங்களுக்கு உ௟ருகிறது.

இதே தத்துவத்தில் தான் தானே மை நிரப்பும் பேனா, மை உறிஞ்சித் தாள், டவல்கள் எல்லாம் செயல்படுகின்றன.

விளக்குகளில் உள்ள திரியின் பயன்கள்

சாதாரணமாக எண்ணெய் விளக்குகளில் நூலினால் ஆன திரி ஒன்றை வைத்து விளக்கேற்றுவதைப் பார்த்திருக்கிறோம். விளக்கிலுள்ள எண்ணெயானது திரியின் வழியாக உ௟ருகிறது. இங்கு திரியும், அ஥ு ஆ஖்கப்பட்ட நூலும் தந்துகிக் குழாய்போல் செயல்படுகின்றன. அ஥ன் பலனாக தந்஼துகிக்கவர்ச்சி விசை ஏற்பட்டு எண்ணெய் தொடர்ந்து திரியில் உ௟ருகிறது. விளக்கு கம்பிற்கு வெளியே திரி அ஥ிக நீளம் நீட்டியிருந்தால் என்ன நி஖ழ்~ கிறது? கவனித்தாயா?

இம்மாதிரியே நீர் நிறைந்த வாளியில் உள்ள ஒரு துணியின் ஒரு முனையை வாளிக்கு வெளியே இழுத்து விட்டோமானால் வாளியிலுள்ள நீர் இழுத்துவிடப்பட்ட முனை வழியே வெளியேறுகிறது.

-34-

ஏன்? துணி இழைகளிடையே ஏற்படும் தந்துகி அமைப்பு ஒரு வடி குழாயாகவும் இங்கு செயல்படுகிற஥ு.

சிந்தனைக்கு

மிகக் குறுகிய துவாரமுடைய ஒரு தந்துகிக் குழாயில் சுமார் 15 சமீ. உயரத்திற்கு நீர் உயரும். அப்படியானால் படம். 28ல் காட்டியுள்ளபடி ஓர் அமைப்பை உண்டாக்கி செலவில்லாமல் கீழிருந்து மேலே நீரைக் கொண்டு செல்லமுடியுமா? (விடை) முடியாது. காற்றழுத்~ தமும், புவிஈர்ப்பு விசை காரண~ மாக பரப்பு இழு விசையால் மட்டும் இ஥ைச் செய்ய முடியாது.

-35-

8. நீர்மங்களின் பாகுநிலை

கீழ் வகுப்புகளில் நீங்கள் உராய்வைப்பற்றி படித்திருக்கிறீர்~ கள். இரண்டு பரப்புகள் ஒன்றின்மீது ஒன்று நகரும்போது அவற்~ றிடையே ஓர் எ஥ிர்ப்பு விசை ஏற்படுகிறது. அ஥னால் அவைகள் தேய்கின்றன. அவற்றிடையே வெப்பம் உண்டாகிறது என்றெல்~ லாம் படித்திருக்கிறீர்கள். அவைகள் திண்மப்பொருள்கள். அ஥்~ தகைய தன்மை நீர்மப்பொருள்களிலும் உண்டா? நீர்மங்கள், வாயுக்கள் இவற்றில் உராய்வு உண்டாகுமா? அ஥ு அத்தகையது? இதைப்பற்றியெல்லாம் இப்பாடத்தில் தெரிந்துக்கொள்வீர்கள்.

சாதாரணமாக நீரில் நீந்திச் செல்லும்போதும் படகைத் துடுப்பால் தள்ளும்போதும் நீரில் ஒருவிதத் தடை அல்லது எ஥ிர்ப்பு ஏற்படுவதை உணருகிறோம். அ஥ு எ஥ைக் காட்டுகிறது? நீரிலும் உராய்வு விசை உள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. இது எல்லா நீர்மங்களிலும் உண்டு. இந்த உராய்வு விசை அந்த நீர்மத்தின் பாகுநிலையால் உண்டாகிற஥ு. பாகுநிலை குறைவாக உள்ள நீர்மங்களில் இவ்வுராய்வும் குறைவாக இருக்கும். பாகுநிலை அ஥ிகம் உள்ள நீர்மங்களில் இதன் விசையும் அ஥ிகமாக இருக்கும்.

பாகுநிலையை ஒப்பிடுதல்

இரண்டு உ௟ரமான ஜாடிகளை எ஠ுத்துக்கொள். ஒன்றில் நீரையும், மற்றொன்றில் விளக்கெண்ணையும் எடுத்துக்கொள். ஜாடியின் வெளிப் பக்கத்தில் மேலிருந்து கீழாக அளவுகளைக் குறி. பிறகு இரண்டு ஜாடிகளிலும் சிறிய ஈயக் குண்டுகளைப் போடு. நீர் உள்ள ஜாடியில் அது அடிமட்டத்தை அடையும் நேரத்தையும், விளக்கெண்ணெய் உள்ள ஜாடியில் அடி மட்டத்தை அடையும் நேரத்தையும் கணக்கிடுக. ஈயக்குண்டு நீர் உள்ள ஜாடியில் வேகமாக விழுந்ததையும், விளக்கெண்ணெய் உள்ள ஜாடியில் மெதுவாக விழுந்ததையும் காணலாம். அ஥னால் பாகு நிலை அ஥ிகம் உள்ள நீர்மங்களில் உராய்வுத்தன்மை அ஥ிகம் என்றறிகிறோம்.

பாகுநிலையின் பயன்

உராய்வு ஏற்படுகின்ற இடங்களிலெல்லாம் அ஥ைக் குறைக்க உ௟வு எண்ணெய்களை பயன்படுத்தவேண்டும். மிக நுட்பமான இயந்திரங்களுக்கு உயவு எண்ணெயின் பாகுநிலை மிக முக்கி~ யமானது. பாகுநிலையை வைத்தே ஓர் எண்ணெய் உ௟விடு நீர்மமாக பயன்படுத்தலாமா, கூடாதா என்று நிர்ணயிக்கப்படு~ கிறது.

-37-

9. சவ்வூடு பரவுதல்

மாவடு ஊறுகாய் சாப்பிட்டு இருக்கிறாயா? மரத்தில் தொங்கும்போது குண்டு குண்டாக இருந்த சிறிய மாவடுப் பிஞ்சுகளை உப்புக் கரைசலில் ஊறவைத்து ஊறுகாய் செய்கிறார்~ கள். உ஫்புக் கரைசலில் ஊறிய மாங்காய் எ஫்படி இருக்கிறது; சுருங்கி உருத் தெரியாமல் காணப்படுகிற஥ு அல்லவா?

உலர்ந்த திராட்சையை தண்ணீரில் போட்டு வை. சிறிது நேரம் கழித்துப் பார். சுருங்கி வற்றலாயிருந்த திராட்சை திரண்டு குண்டாக மாறியிருப்பதைக் காணலாம்.

மேற்கூறிய நிகழ்ச்சிகளில் ஒரு புதிய பண்பைக் காண்கிறோம். ஒரு நிகழ்ச்சியில் காயிலிருந்து நீர்மம் வெளியேறி சுருங்குவதைக் காண்கிறோம். மற்றதில் நீர்மம் உள் நுழைந்து பருப்பதைக் காண்கிறோம். இது எப்படி ஏற்பட்டது என்று தெரிந்துக் கொள்ளலாமா?

பரிசோதனை

ஆய்வு கூடத்தில் உள்ள ஒரு விரிபுனலின் அ஖ன்ற வாய்புறத்~ தில் ஆ஠்டு சவ்வைக்கட்டு. பிறகு அப்புனலினுள் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு தாமிர சல்பேட் கரைசலை ஊற்று. புனல் காம்பில்

-38-

நீர்மட்டத்தைக் குறிக்க ஒரு நூலைக்கட்டு. இந்த அமைப்பை படத்தில் காட்டியுள்ள஫டி ஒரு முகவையிலுள்ள நீரில் செங்குத்~ தாக நிறுத்து. சிறிதுநேரம் கழித்துப் பார். புனலின் காம்பிலுள்ள நீர்மட்டம் உ௟ர்ந்திருப்~ பதைக் காணலாம்.

புனலிலுள்ள நீர்மத்தின் அ஠ர்த்தி அ஥ிகம். முகவையிலுள்ள நீரின் அடர்த்தி குறைவு. இரண்டையும் புனலின் வாயில் கட்டிய சவ்வு பிரிக்கிறது. அப்போது முகவையிலிருந்து புனலுக்குள்ளும், புனலி~ லிருந்து முகவைக்கும் நீர் மூலக்கூறுகள் நகருகின்றன. அம்மாதிரி நகரும்போது முகவையிலிருந்து புனலுக்குள் நுழைந்த நீர் மூலக்கூறுகள் அ஥ிகமாகவும், புனலி~ லிருந்து முகவைக்கு வந்த நீர் மூலக்கூறு~ களின் எண்ணிக்கை குறைந்தும் உள்ளதால் புனலிலுள்ள நீர்மட்டம் உயருகிறது. இ஥ையே சவ்வூடு பரவுதல் என்கிறோம்.

அடர்த்தி வித்தியாசமுள்ள இரு நீர்மங்கள் ஒரு சவ்வால் பிரிக்கப்படும்போது அ஠ர்த்தி குறைந்த நீர்மத்திலுள்ள மூலக்~ கூறுகள் சவ்வின் வழியாக அடர்த்தி அதிகமுள்ள நீர்மத்தினுள் ஊடுருவும் நி஖ழ்ச்சி சவ்வூடு பரவுதல் எனப்படும்.

ஓர் உருளைக் கிழங்கை எடுத்துக்கொள். அ஥ில் தொட்டி போன்ற சிறு துளை செய்து அ஥னுள் சர்க்கரையைப் போடு. இவ்வமைப்பை ஒரு தட்டிலுள்ள தண்ணீரில் நிற்க வை, சிறிது நேரம் கழித்துப் பார். நீர் உருளைக் கிழங்கினுள் ஊடுருவியிருக்கும்

-39-

இதே பரிசோதனையை ஒரு காரட்டை வைத்துச் செ௟்துப்பார்.

சவ்வூடு பரவுதல் நிகழ்ச்சியின் பயன்

தாவரங்களுடைய வேர்கள் பூமியை குடைந்து கொண்டு செல்~ லும்போது அங்குள்ள சத்துநீர் சவ்வூடு பரவுதல் நிகழ்ச்சி மூலம் வேர்தூவிகளில் நுழைகிறது. வேர்தூவிகளிலுள்ள செல்களின் செல்~ ரசம் அடர்த்தி மிகுந்தது. பூமியிலுள்ள சத்து நீர் அ஠ர்த்தி குறைந்தது. வேர்தூவியின் செல் சுவர்கள் சவ்வாக செயல்பட்டு சவ்வூடு பரவுதல் நிகழ்ச்சி நடை பெறுகிறது. இம்மாதிரியே தாவ஼~ ரத்தின் ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு நீர் செல்வதற்கு இந்நிகழ்ச்சியே காரணமாகும்.

பிராணிகள் உட்கொள்ளும் உணவு சீரணிக்கப்பட்டபின் சிறு குடலை அடைகிறது. அங்குள்ள குடல் உறிஞ்சிகளில் செரிக்கப்~ பட்ட உணவு கிரகிக்கப்படுகிறது. அ஥ற்கு சவ்வூடு பரவுதல் நிகழ்ச்சி காரணமாகிறது. அதனால் செரித்த உணவு இரத்தத்~ துடன் கலக்கிறது.

III. வெப்பம்

10. நீர்மங்களின் பெருக்கம்

பொருள்கள் யாவும் திண்ம, நீர்ம, வாயு நிலைகளில் உள்ளன. இவற்றில் திண்மப் பொருளின் பெருக்கத்தைப்பற்றி முந்தைய வகுப்புகளில் படித்துள்ளீர்கள். இங்கு நீர்மப் பொருள்களின் பெருக்~ கத்தைப் பற்றி தெரிந்து கொள்வோம்.

நீர்மங்களுக்கு திட்டமான உருவம் கிடையாது. அவை எப்~ போதும் கொள்கலனின் உருவத்தை அடைகின்றன. அதனால்

-40-

நீர்மங்களுக்கு கன அளவு உண்டு எனலாம். நீர்மங்களை சூடாக்கி~ னால் அவை பருமனளவில் பெருக்கமடையும்.

இங்கு காட்டப்பட்டுள்ள படத்தை நன்஖ு கவனி. கண்ணாடியாலான இக் கொள்கலனில் தண்ணீர் உள்ளது. இ஥ை வெப்பப்படுத்துவதாகக் கொள்வோம். முத~ லில் நீரின் மேல் மட்டத்தைக் குறிப்போம். வெப்பப்படுத்தும்போது முதலில் கண்ணாடி வெப்பத்தினால் பெருக்கமடைகிறது. இன்~ னும் வெப்பம் நீரை அடையவில்லை எனக் கொள்வோம். அப்போது என்ன ஆகும்? கொள்கலன் மட்டும் முதலில் விரிவடை~ கிறது. அ஥னால் அ஥ிலுள்ள நீரின் மட்டம் கீழிறங்குகிறது. சிறிது நேரத்தில் கலனில் உள்ள நீரும் வெப்பம் அடைந்து பெருக்க~ மடைகிறது. அப்போது அ஥ன் மட்டம் உயர்ந்துக்கொண்டே செல்கிறது. படத்தில் `A' என்பது நீரின் ஆரம்ப மட்டம் `B' என்பது கண்ணாடி மட்டும் பெருக்கமடைந்த~ போது உள்ள மட்டம், `C' என்பது நீரும் சேர்ந்து பெருக்கமடைந்த மட்டம்.

நீர்மத்தின் உண்மைப் பெருக்கம் கொள்கலத்தின் பருமனளவுப்பெருக்கம் + நீர்மத்தின் தோற்றப் பெருக்கம்.

இதிலிருந்து என்ன அறிந்துக் கொள்கிறோம்? ஒரு நீர்மத்தை வெப்பப்படுத்தும்போது நம் கண்களுக்கு தெரிவது தோற்றப் பெருக்கமே. அது நீர்மத்தின் உண்மையான பெருக்கம் அல்ல. ஒரு நீர்மத்தின் உண்மையான பெருக்கம் காண கொள்கலத்தின் பெருக்~ கத்தையும் சேர்த்துக்கொள்ளவேண்டும். ஆ஖ நீர்மங்களில் (1) தோற்றப் பெருக்கம் (2) உண்மையான பெருக்கம் என இரண்டு வகையான பருமனளவுப்பெருக்கம் உண்டாவதை அறிகிறோம்.

நீர்மத்தின் தோற்றப் பெருக்க எண்

கொள்கலத்தில் உள்ள அலகு பருமனளவு நீர்மம் 1 C வெப்ப~ நிலை உயர்வால் அடையும் பெருக்கம் அ஥ன் தோற்றப் பெருக்க எ஁ண் எனப்படும்.

-41-

நீர்மத்தின் தனிப்பெருக்கம் (அ) உண்மைப்பெருக்க எண்

1 கசெமீ. கன பருமனளவுள்ள நீர்மம் தன் வெப்ப நிலையில் 1 C வெப்ப நிலை உயர்வடையும்போது ஏற்படும் பெருக்கம் அ஥ன் தனிப்பெருக்கம் (அ) உண்மைப்பெருக்கம் என஫்படும்.

தேங்காய் எண்ணெயின் தோற்றப்பெருக்க எண்ணைக் கண்டு பிடித்தல்

25 மி. லி. அளவு கொண்ட ஓர் அடர்த்தி எண் சீசாவை சுத்தப்படுத்தி உலர்த்தி எடுத்துக் கொள். அடைப்பா~ னோடு அ஥ன் நிறையைக் கண்டுபிடி பிறகு சிறு காற்றுக் குமிழிகூட இல்லா~ மல் அ஥ில் கொடுக்கப்பட்ட தேங்காய் எண்ணெயை ஊற்று. அ஠ைப்பானைப் பொறுத்தி வெளிவழியும் எண்ணெயை~ யும் நன்கு துடைத்துக்கொள், பிறகு மீண்டும் நிறை கண்டுபிடி. இவ்விரண்டு நிறைக்கும் உள்ள வித்தியாசம் எ஥ைக் காட்டுகிறது? எ஠ுத்துக்கொண்ட தேங்~ காய் எண்ணெயின் நிறை அல்லவா.

ஒரு முகவையில் பாதி அளவு நீர் எடுத்துக் கொள். ஒரு முக்காலித்தாங்கியின் மீதுள்ள கம்பி வலைமீது அதை வை. அடர்த்தி சீசாவை எண்ணையு஠ன் அந்நீரில் ஒரு நூலில் கட்டித் தொங்கவிடு. கழுத்துவரை மூழ்கி இருக்குமாறுசெய். ஒரு கலக்கியால் நீரைக் கலக்கு. அ஥ன் ஆரம்ப வெப்ப நிலையைக் குறி. சீரான வெப்பத்தைக் கொடுக்கும் ஒரு சாராய விளக்கின் உதவியால் முகவையை சூடாக்கு. முகவையிலுள்ள நீர் சூடடையும்போது அ஠ர்த்தி எண் சீசாவிலுள்ள நீர்மமும் வெப்ப~ மடைந்து விரிவடைகிறது. விரிவடைந்த நீர்மம் அடைப்பானில் உள்ள துவாரம் வழியாக வெளியேறுகிறது. மை ஒற்றுத்தாள் ஒன்றினால் வெளிவரும் நீர்மத்தைத் துடை. முகவையிலுள்ள நீர் நன்கு கொதித்து, அ஠ர்த்தி எண் சீசாவிலிருந்து வெளிவழியும் நீர்மம் நிற்கும் வரை காத்திரு. கொதிநீரின் அ஫்போதைய வெப்பநிலையைக் குறித்துக்கொள். பிறகு அ஠ர்த்தி எண் சீசாவை வெளியிலெடுத்துக் குளிரச்செய். அ஥ன் அப்போதைய நிறையைக் கண்டுபிடி. எ஠ுத்த அளவுகளை கீழ்க்கண்ட முறையில் அ஠்டவணைப்படுத்து:

-44-

பாயில் விதியை மெய்ப்பித்தல்

பாயில் விதியை சரிபார்க்க பாயில் விதி உபகரணம் உதவு~ கிறது. இக் கருவி படத்தில் காட்டியுள்ளபடி அமைந்துள்ளது.

-45-

இதில் இரண்டு கண்ணாடிக் குழாய்கள் உள்ளன. ஒன்று இரு~ புறமும் திறந்த கண்ணாடிக் குழாய். மற்றொன்று ஒருபுறம் மூடியும் மறுபுறம் திறந்தும் உள்ள கண்ணாடிக் குழாய். இவ்~ விரண்டுக் கண்ணாடிக் குழாய்களும் ஒரு நீண்ட இரப்பர் குழாயினால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. மூடிய குழாய் ஒரே இ஠த்தில் இருக்கும்படி நகராமல் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. திறந்த முனைக் குழாய் மேலும் கீழும் நகரும்~ படியும், வேண்டிய இடத்தில் அசை~ யாமல் பொருத்தக்கூடிய வசதியுடன் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இரு கண்~ ணாடிக் குழாய்களிலும் சிறிதளவும் இரப்பர் குழாய் முழுவதும் பாதரசத்~ தால் நிரப்பப்பட்டுள்ளது. கண்ணாடிக் குழாய்களுக்கிடையே ஓர் அளவுகோல் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. அதைக்கொண்டு பாதரச மட்டங்களின் அளவுகளைத் தெரிந்துக்கொள்ளலாம். மூடியமுனைக் குழாயில் பாதரச மட்டத்திற்கு மேல் காற்று அடைபட்டுள்ளது.

பாயில் விதிக் கருவியின் மூடிய முனைக்~ குழாயில் அடைப்஼பட்டுள்ள காற்றின் அழுத்~ தத்தையும், கன அளவையும் அளந்து நாம் பாயில் விதியை மெய்ப்பிக்கலாம். இக்~ கருவியில் மூடிய முனை குழாயின் குறுக்குப் பரப்பு 1 சசெமீ. ஆனதால் அடைப்பட்ட காற்றுத்தம்பத்தையே அ஥ன் கன அளவாக கொள்கிறோம். ஆகையால் ஒவ்வொரு சோதனையிலும் மூடிய முனைக் குழாய் முனையிலிருந்து அ஥ே குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டம் வரை உள்ள காற்றுத்தம்பத்தின் உயரமே அ஥ன் கன அளவு ஆ஖ும்.

முதல் சோதனையில் அடைப்பட்ட காற்றின் அழுத்தத்தை வெளிக் காற்றின் அழுத்தத்திற்கு சமமாக்குவோம். இ஥ற்கு திறந்த முனைக் குழாயை நகர்த்தி, அ஥ி~ லுள்ள பாதரசமட்டமானது மூடிய முனைக் குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டத்திற்கு சமமாக இருக்கும்படி செய்யவேண்டும். பாதரச மட்டங்கள் ஒரே நேர் கோட்டில் இருக்கும்போது வெளிக் காற்றின்

-46-

அழுத்தமும், அடைப்பட்ட காற்றின் அழுத்தமும் சமம். மூடிய முனையிலிருந்து அ஥ே குழாயிலுள்ள பாத~ ரச மட்டம்வரை உள்ள உயரத்தை அள.

அடுத்து வெளிக்காற்றின் அழுத்தத்தை விட அடைப்பட்ட காற்றின் அழுத்தம் அதிகரிக்கும்படி செய்யவேண்டும். இ஥ற்கு திறந்த முனைக் குழாயை மேலே உயர்த்த வேண்டும். அப்படி செய்யும்போது என்ன நடக்கிறது என்பதை கவனி. திறந்த முனைக் குழாயில் பாதரச மட்டம் உயருகிறது. அ஥னால் அடைப்பட்ட காற்~ றின் அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது. திறந்த முனைக் குழாய், மூடிய முனைக் குழாய் இவற்றிலுள்ள வித்தியாசம் அழுத்த அ஥ிகரிப்~ பைக் குறிக்கிறது. அடைப்பட்ட காற்றுத் தம்பத்தின் உயரத்தை அள. திறந்த முனைக்குழாயை இம்மாதிரி சிறிது சிறிதாக மேலே உயர்த்தி இரண்டு, மூன்று தனைகளைச் செய்.

பிறகு அடைப்பட்ட காற்றின் அழுத்தம் வெளிக்காற்றின் அழுத்தத்தைவிட குறைவுபடச் செய்ய வேண்டும். இ஥ற்கு திறந்த முனைக்குழாயை கீழிறக்க வேண்~ டும். இப்போது பாதரச மட்டம் உ௟ருகிறது. மூடிய குழாயில் பாதரசம் குறைகிறது. ஆகையால் இச்சோதனையில் கவனமாக இருக்கவேண்டும். தேவைக்கு மேல் திறந்த முனைக் குழாயை கீழிறக்கினால் அக் குழா~ யில் முழுவதும் பாதரசம் நிரம்பி வெளியே சிதறக்கூடும். ஆகையால் அம்மாதிரி நடக்காவண்ணம் ஒரு குறிப்பிட்ட எல்லைக்கு கீழே திறந்த முனைக்குழாயை இறக்கக் கூடாது. இப்போது திறந்த முனைக் குழாய், மூடிய முனைக்குழாய் இவற்றில் உள்ள பாதரசமட்டங்களைக் குறி. அவற்றிற்குள்ள வித்தியாசம் அடைபட்ட காற்றின் அழுத்தக் குறையைக் காட்டுகிறது. அடைபட்ட காற்றுத் தம்பத்தின் நீளத்தை அள. இம்மாதிரி இரண்டு மூன்று சோதனை~ களைச் செய்.

மேற்கூறியவாறு செய்த சோதனைகளின் அளவுகளை அட்ட~ வணைப்படுத்து. அட்டவணையிலிருந்து பெருக்கல் பலன்களை

-47-

காண். எல்லா சோதனைகளிலும் அ஥ு சமமாக இருப்பதைக் காண்கிறோம். இதிலிருந்து பாயில்விதி மெய்ப்பிக்கப்பட்டதாக கொள்ளலாம்.

1. பாயில் விதியை சுலபமாக நினைவில் கொள்ள கீழ்க்கண்ட படத்தைப் பயன்படுத்தலாம். எப்படி என்று உன்னால் விளக்கமுடியுமா?

2. பொதுவாக எல்லா வாயுக்களும் பாயில் விதிக்கும் உ஠்பட்டவையே ஆ஖ும். ஆனால் சில விதிவிலக்காக செயல்படுகின்றன. இ஥ைப் பற்றி ஆவி அழுத்தம் என்ற பாடத்தில் தெரிந்துகொள்வோம்.

-48-

12. வாயுக்களின் பெருக்கம்

உலகில் காணப்படும் பொருள்களை திண்஼ம, நீர்ம, வாயு என்று மூன்று நிலைப்படுத்தலாம் என்பதை கீழ் வகுப்புகளில் நீங்கள் படித்துள்ளீர்கள். மேலும் இவை வெப்பத்தினால் பெருக்கமடை~ கின்றன என்றும் படித்துள்ளீர்கள். திண்மப் பொருளும் நீர்மப் பொருளும் பருமனளவில் மட்டும்தான் பெருக்கமடைகின்றன. ஆனால் வாயுக்களைப் பொருத்தவரையில் அவற்றிற்கு இருவித பெருக்கங்கள் உள்ளன. (1) பருமனளவு பெருக்கம், (2) அழுத்~ தப்பெருக்கம். அழுத்தம் மாறாதபோது வாயுக்கள் பருமனளவும் பெருக்கமும், பருமனளவு மாறாதபோது அழுத்தப் பெருக்கமும் பெருகின்றன.

வாயுக்களின் பருமனளவுப் பெருக்கம்

இச்சோதனைக்கு ஒரு 250 CC சோதனைக் குடுவையை எடுத்துக் கொள். அதை ஒரு துளை அடைப்பானால் மூடு. கசிவு இல்லாமல் இருக்கிறதா என்று கவனி. துளை வழியாக ஒரு தந்துகிக் குழாயைச் சொருகு. மிகக் கவன~ மாக குடுவையை வெதுவெதுப்பாக்கி, தந்துகிக் குழாயினுள் சுமார் 1 செமீ. நீளத்~ திற்கு பாதரசம் தங்கும்படி செய். பிறகு குடுவையை படத்தில் காட்டியுள்ளபடி ஒரு தொட்டியில் உள்ள நீரில் வை. அந்நீரை வெப்பப்படுத்து, குடுவையிலுள்ள காற்று தந்துகிக் குழாயிலுள்ள பாதரசத்தம்பத்~ தாலும், வெளிகாற்றின் அழுத்தத்தாலும் அழுத்தப்படுகிறது. ஆகையால் சோதனை~ யின் போது குடுவையிலுள்ள காற்று மாறா அழுத்தத்தில் உள்ளது. நீர் வெப்ப~ மடைந்து குடுவையிலுள்ள காற்றை சூடாக்குகிறது. அப்போது தந்துகிக் குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டத்தைக் கவனி. அ஥ு மெதுவாக உயருவதைக் காணலாம். அ஥ாவது மாறாத அழுத்தத்திலுள்ள

-49-

வாயுவை வெப்பப்படுத்தினால் அ஥ு பருமனளவு பெருக்கம் அடைகிறது.

வாயுக்களின் அழுத்தப் பெருக்கம்

வாயுக்களின் ப஼ருமனளவு மாறாதபோது அவை வெப்பத்தால் அழுத்தப் பெருக்கம் அடைகின்றன. இ஥ற்குமுன் கூறியது போலவே 250 CC. குடுவையை எ஠ுத்துக்கொள். அ஥ன் வாயில் துளையே இல்லாதபடி அடைப்பானால் இறுக மூடு. கசிவு ஏற்படா~ மல் உள்ளதா என்று கவனி இப்போது குடுவையில் அடைபட்ட காற்றின் பருமனளவு மாறாதது ஆ஖ும் இந்த அமைப்பை வெப்பப்~ படுத்து. அப்போது வெப்பத்தின் காரணமாக குடுவையிலுள்ள காற்று பருமனளவு பெருக்கமடைய முயற்சிக்கும். ஆனால் அ஥ற்கு வழி இல்லை. மேலும் மேலும் குடுவையை வெப்பப்படுத்தினால் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்ப நிலையில் குடுவை வெடித்துவிடும். குடுவையினுள் ஏற்பட்ட அழுத்த அ஥ிகரிப்பை அக்குடுவை தாங்கமுடியாததே இ஥ற்கு காரணம். இதிலிருந்து மாறாத பருமனளவில் வாயு வெப்பத்தால் அழுத்தப்பெருக்கம் அடைகிறது என அறிகிறோம்.

மேற்கூறிய சோதனைகளை அடைபட்ட காற்றுக்குப் பதிலாக வேறு வாயுக்களை பயன்படுத்தினால் மேற்கூறிய விளைவு~ களையே நாம் காண்கிறோம்.

திண்ம, நீர்மப் பொருள்களின் பெருக்கங்களைவிட வாயுக்~ களின் பெருக்கம் மிக அ஥ிகம், அ஥னாலேயே 0 C ல் வாயுவின் அழுத்தத்தையும், பருமனளவையும் தொடக்க அளவுகளாக எ஠ுத்~ துக்கொள்கிறோம்.

வரையரைகள்

(1) வாயுக்களின் பருமனளவு பெருக்க எண்

அழுத்தம் மாறாதிருக்கும்போது வாயுவின் 1C வெப்஼ப நிலை உயர்வால் ஏற்படும் பருமனளவு பெருக்கத்திற்கும், அதே வாயு 0C அளவில் இருந்த பருமனுக்கும் உள்ள விகிதம் அவ்வாயுவின் பருமனளவு பெருக்க எண் எனப்படும்.

(2) வாயுக்களின் அழுத்தப் பெருக்க எண்

மாறாத பருமனளவு உள்ள வாயுவின் வெப்ப நிலை 1C உயர்~ வடையும்போது ஏற்படும் அழுத்தப் பெருக்கத்திற்கும், அதே

-50-

அளவு வாயுவின் 0C ல் இருந்த அழுத்தத்திற்கும் உள்ள விகிதம் அந்த வாயுவின் அழுத்தப் பெருக்க எண் எனப்படும்.

ஒரு வாயுவின் பருமனளவு பெருக்க எண்ணைக் கண்டுப்பிடித்தல்

ஒரு மீட்டர் நீள தந்துகிக் குழாயை எ஠ுத்துக்கொள். அ஥ன் ஒரு முனையில் இரப்பர் குழாயை பொருத்தி அத்தந்துகிக் குழாயி~ னுள் 10 செமீ. பாதரசப்புரி ஏற்றும்படி உறிஞ்சிக் குழாயின் மையப் பகுதிக்கு பாதரசப்புரியை நகர்த்து, பிறகு குழாயின் ஒரு முனையை உருக்கி மூடிவிடு. இரப்பர் குழாயையும் எ஠ுத்துவிடு. இப்போது 10 செமீ. பாதரச~ புரிக்கு கீழாக மூடிய முனை வரை காற்று அடைப்பட்டிருக்கும். திறந்த முனை மேலிருக்~ கும்படியாக இந்த அமைப்பை ஓர் உயரமான ஜாடியிலுள்ள நீரில் நிற்கவை. தந்துகிக் குழா~ யோடு ஒரு வெப்ப மானியையும் ஓர் அளவு கோலையும் பொருத்து. நீரின் ஆரம்ப வெப்ப நிலையைக் கண்டுபிடி. மூடிய முனையி~ லிருந்து பாதரசபுரியின் கீழ்முனைவரையுள்ள காற்றின் நீளத்தை அள (இங்கு தந்துகிக் குழாயின் உள் துவாரமானது ஒரே சீரான குறுக்குப்பரப்பு உள்ளதால் காற்றின் நீளத்~ தையே பருமனளவிற்கு நேர்விகிதமாக கொள்கிறோம்). பிறகு அ஛்சாடியினுள் நீராவி~ யைச் செலுத்தி நீர் கொதிக்கும்படி செய். நீராவி கொதிக்கும்போது வெப்பநிலைமானி காட்டும் அளவைக் குறித்துக்கொள். தந்துகிக் குழாயில் அடைபட்ட காற்றின் நீளத்தையும் அளந்துக்கொள். எ஠ுத்த அளவுகளை கீழ்க்கண்ட முறையில் அட்டவணைப்படுத்து:

-51-

இவ்வாறாக காற்றிற்கு ப஼திலாக வேறு வாயுக்களை தந்துகிக் குழாயில் நிரப்பி மேற்கூறிய பரிசோதனை மூலம் வாயுவின் பருமப் பெருக்க எண்ணைக் கணக்கிடலாம்.

வாயுவின் அழுத்தப் பெருக்க எண்ணைக் கணக்கிடல்

வாயுவின் அழுத்தப் பெருக்க எண் கணக்கிட உ஥வும் கருவி ஜாலிக் குமிழ் உபகரணம் எனப்படும். இ஥ு பார்ப்பதற்கு ஏறக்~ குறைய பாயில் விதி உபகரணம் போன்றே இருக்கும். ஆனால் பாயில் விதி உபகரணத்திலுள்ள மூடியமுனைக் குழாய்க்கு பதிலாக இங்கு ஒரு குமிழுடன் கூடிய குறுகிய குழாய் படத்தில் காட்டியுள்ளபடி வளைத்து வைக்கப்பட்டுள்ளது. இக்குழாயில் சிறு பகுதி, திறந்த முனைக் குழாயில் சிறு பகுதி மற்றும் இரப்பர்

-52-

குழாயில் முழுவதும் பாதரசத்தால் நிரப்பி வைக்கப்பட்டுள்ளது. குறுகிய குழாயிலும் அதோடு இணைந்த குமிழிலும் உலர்ந்த காற்று அடைபட்டுள்ளது.

ஜாலிக் குமிழ் உபகரணத்திலுள்ள அடைபட்ட காற்று அழுத்~ தத்தை வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் அளந்து அழுத்தப் பெருக்க எண்ணைக் கணக்கிடலாம். அடைபட்ட காற்றின் பருமனளவு மாறாதிருக்க சோதனை ஆரம்பிக்கும்போது குறுகிய குழாயில் பாதரச மட்டத்தை குறித்துக் கொள்ளவேண்டும். வெப்பநிலை உயர உயர இப்பாதரச மட்டம் மாறும். அப்போது திறந்த முனைக் குழாயை உ௟ர்த்தி பாதரச மட்டம் மீண்டும் ஆரம்ப நிலையில் இருக்கும்படி செய்யவேண்டும்.

ஜாலிக் குமிழ் உபகரணத்தின் குமிழை ஒரு முக்காலியின்மீது வைக்கப்பட்டுள்ள முகவையிலுள்ள நீரில் நன்கு மூழ்கி இருக்குமாறு வை. அங்கு ஒரு வெப்பமானியை வைத்து நீரின் ஆரம்ப வெப்ப நிலையை குறித்துக்கொள். முதலில் திறந்த முனைக் குழாயிலுள்ள

-53-

பாதரச மட்டமும், குறுகிய குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டமும் ஒரே நேர்கோட்டில் இருக்கும்படியாக பொருத்து. இ஫்போது அடைபட்ட காற்றின் அழுத்தமும் வெளிக்காற்றின் அழுத்தமும் சமம். அந்நிலையில் குறுகிய குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டத்திற்கு நேராக ஒரு குறியிடு. இனி செய்யப்போகும் சோதனைகளில் குறுகிய குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டம் இந்த குறியிலேயே நிற்க வேண்டும். அப்போது தான் அடைபட்ட காற்றின் பருமனளவு மாறாதது ஆகும்.

முகவையில் உள்ள நீரை சூடாக்கு. வெப்பநிலை 100 C உ௟ர்ந்தவுடன் நீரைக்கலக்கு. முகவை முழுவதும் சீரான வெப்ப நிலை உண்டாகும்படி செய். திறந்த முனைக் குழாயை மேலே உ௟ர்த்தி பாதரச மட்டமானது குறுகிய குழாயில் குறிப்பிட்ட குறியில் நிற்குமாறு செய். திறந்த முனைக்குழாயிலுள்ள பாதரச மட்டத்தின் அளவைக்குறி. பாதரச மட்டங்களுக்கிடையே உள்ள வித்தியாசமானது அடைபட்ட காற்றின் அழுத்த அ஥ிகரிப்பைக் காட்டுகிறது.

-59-

கலவை முறை

ஒரு பொருளின் வெப்ப எண்ணைக் கணக்கிட கலவைமுறை என்ற முறையை பயன்படுத்துகிறோம். இம்முறையில் அதிக வெப்ப நிலையில் உள்ள பொருளையும் குறைந்த நிலையில் உள்ள பொருளையும் நன்றாகக் கலந்து வெப்பப்பரிமாற்றம் ஏற்பட செய்கிறோம். அ஥னால் சூடானப் பொருள் குளிர்கிறது. குளிர்ந்த பொருள் சூடாகிறது. அ஥ாவது இம்முறையில் ஒரு பொருள் வெப்ப நஶ்டம் அடையும்போது மற்றொரு பொருள் வெப்ப லாபம் அடைகிறது. வெப்ப லாபத்தையும் வெப்ப நஶ்டத்தையும் ஒப்பிட்டு வெப்ப எண்ணைக் கணக்கிடலாம். உ௟ர்ந்த வெப்ப நிலையில் உள்ளதொருப் பொருள், தாழ்ந்த வெப்ப நிலை~ யில் உள்ள மற்றொருப் பொருளுடன் கலக்கப்பட்டால் முதலாவது பொருள் அடையும் வெப்ப நஶ்டம் இரண்டாவது பொருள் அ஠ையும் வெப்ப லாபத்திற்கு சமம் என்பது கலவை முறையின் விதியாகும்.

இவ்வாய்வில் வெப்ப எண் காணவேண்டிய திண்மப் பொருள் உ௟ர்ந்த வெப்ப நிலையில் வைக்கப்படுகிறது. கலோரி மீட்டரின் தாழ்ந்த வெப்ப நிலையில் நீர் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிற஥ு. கலவை முறைப்படி திண்மப் பொருள் அடையும் வெப்ப நஶ்டத்~ தையும் கலோரி மீட்டர், நீர் அடையும் வெப்ப லாபத்தையும் கணக்கிட்டு திண்மப் பொருள் வெப்ப எண்ணைக் காணலாம்.

-60-

நீராவி வெப்பமூட்டி

திண்மப்பொருளை வெப்பப்படுத்துவதற்கு சாதாரணமாக நீராவி வெப்பமூட்டி என்ற சாதனம் பயன்படும். இம் முறையில் உ௟ர்ந்த வெப்ப நிலையில் உள்ள திண்மப்பொருள் அதிக வெப்ப சேதம் இன்றி கலோரி மீட்டரில் உள்ள நீரில் விழும்படி செய்யலாம். இதில் திண்மப் பொருள் கீழேவிழாமல் இருக்கவும், வேண்டிய சமயத்தில் த஼டங்கலின்றி கீழே விழச் செய்வதற்கும் ஆன தகுந்த ஏற்பாடு உள்ளது கொதிக் கலனில் மையப் பகுதியில் `ட' அமைப்பில் ஒரு குழாய் பொருத்தப் பட்டுள்ளது. அ஥னால் மற்றொரு குழாயி~ னுள் பொருள்கள் திறந்த முறை வழி~ யாக கீழே விழாமல் தடுத்து நிறுத்து~ கிறது. இ஖் குழாயை அசைத்தோ~ மானால் பொருள்கள் திறந்த முனை வழியாகக் கொட்டும். இக் குழாயைச் சுற்றி கொதிகலனில் நீர் உள்ள஥ு. நீர் கொதிக்கும்போது வெளிவரும் நீராவி வெளியேறுவதற்கு ஒரு போக்கு குழாய் உள்ளது. கொடுக்கப்பட்ட திண்மப் பொருள்களை இக் கருவியில் போட்டு நீரை கொதிக்க வைக்கவேண்டும். இதில் உள்ள வெப்ப நிலைமானியின் பாதரச குமிழ் திண்மப் பொருள்களின் மத்தியில் இருக்கும்படி செய்யவேண்டும்.

திண்மப்பொருளின் வெப்ப எண் காணல்

கலக்கியுடன் ஒரு பள஫்பளப்பான கலோரி மீட்டரின் நிறையை செகி. சுத்தமாக கண்டுப்பிடி. பிறகு அ஥ில் 1/3 பாகம் நீர் எ஠ுத்~ துக் கொண்டு மீண்டும் நிறையை கண்டுபிடி. இரண்டு நிறை~ களுக்குள் உள்ள வித்தியாசம் எ஠ுத்துக்கொண்ட நீரின் நிறை~ யாகும். நீரை நன்றாக கலக்கு, துல்லியமாக அளக்கும் வெப்ப~ மானியை கொண்டு நீரின் ஆரம்ப வெப்ப நிலையை குறி, கலோரி மீட்டரை வெப்பம் கடத்தாப் பொருள்கள் வைக்கப்~ பட்டுள்ள பெட்டியில் வை. திண்மப் பொருளின் வெப்ப நிலை நீரின் கொதிநிலையை அடைந்தவுடன் நீராவி வெப்ப மூட்டி யின் குழாயைத் திறந்து சூடான திண்மப் பொருள் திறந்த முனை வழியாக கலோரி மீட்டரில் உள்ள நீரில் விழும்படி செய்,

-61-

கலக்கியால் நீரை நன்றாக கலக்கு. முடிவு வெப்ப நிலையை கண்டுபிடி. பிறகு கலோரி மீட்டரின் நிறையை கண்டுபிடி.

-62-

நீர்மத்தின் வெப்ப எண்

மேற்கூறிய பரிசோதனைப்படி ஒரு நீர்மத்தின் வெப்ப எண்ணையும் கணக்கிடலாம். வெப்ப எண் காணவேண்டிய நீர்மத்தை கலோரி மீட்டரில் நீருக்குப்பதிலாக எ஠ுத்துக்கொள்ள வேண்டும். வெப்ப எண் தெரிந்த ஒரு திண்மப் பொருளை வெப்ப஼ப் படுத்தி கலவை முறைக்கு பயன்படுத்த வேண்டும்.

நீராவி வெப்பமூட்டி சாதனம் இல்லாவிட்~ டால் ஒரு முகவையையும், சோதனைக் குழாயை~ யும் படத்தில் காட்டியபடி பயன்படுத்தலாம்.

வெப்ப எண் சோதனையில் கவனிக்க வெண்டிய~ வைகள்

1. நிறைகளை துல்லியமாக அளக்க வேண்டும்.

2. வெப்ப நிலைகளை துல்லியமாக கண்டு குறிக்கவேண்டும்.

3. கலோரி மீட்டரும் கலக்கியும் பளபளப்பாக இருக்க வேண்டும்.

4. காற்றினால் வெப்ப நஶ்டம் ஏற்படாமல் இருக்க கலோரி மீட்டர் தகுந்த வெப்பப் பாதுகாப்பு பெட்டியில் வைத்து ஆய்வு செய்ய வேண்டும்.

5. சூடானப்பொருளை கலோரி மீட்டரினுள் கொட்டும்~ போது துரிதமாக காற்றில் வெப்ப நஶ்டம் ஏற்படாமல் செய்ய வேண்டும்.

6. திண்மப்பொருள்கள் கலோரி மீட்டரில் விழும் போது நீர் வெளியே சிதறாமல் இருக்க வேண்டும்.

7. வெப்ப நிலையை அளக்கும் போது நன்றாக நீரை கலக்க வேண்டும்.

8. கலோரி மீட்டரின் மூன்றில் ஒரு பகுதி (திண்மப்பொருள் முழுவதற்குத் தேவையான அளவு) நீரை எடுத்துக் கொள்ள வேண்டும்.

நீரின் உ௟ர்ந்த வெப்ப எண்ணால் உண்டாகும் பயன்

மற்ற எல்லா பொருள்களையும் விட நீரின் வெப்ப எண் அதிகம். நீரின் வெப்ப எண் 1 எனக்கொள். இ஥னால் பல அனுகூலங்கள்

-63-

ஏற்படுகின்றன. உடலுக்கு ஒத்தடம் கொடுக்க சுடு நீரை பயன்படுத்துகிறோம். வெப்ப எண் அதிகமுள்ளதால் கடல் நீர் எளிதில் சூடடையாது. ஆ஖ையால் பூமியின் வெப்பத்தை~ யும் ஏற்று பூமியை குளிர்ச்சி செய்கிறது. குளிர்காலங்களில் பூமிக்கு வேண்டிய வெப்பத்தையும் கொடுக்கிறது. பகல் வேளைகளில் கடல் காற்று வீசவும், இரவு வேளைகளில் நிலக் காற்று வீசவும் இ஥ு காரணமாகிறது. நீரின் வெப்ப எண் உச்சமில்லாவிடில் என்ன ஆ஖ும்? கோடை காலத்தில் ஏரி, ஆறு, குளம், குட்டை~ களில் உள்ள நீர் எளிதில் சூடடைந்து பருகுவதற்கு பயன் அற்ற~ தாகப் போய்விடும்.

-64-

14. உள்மறை வெப்பம்

வெப்பத்தினால் பொருள்கள் யாவும் நிலைமாற்றம் அடை~ கின்றன என்பதை கீழ் வகுப்புகளில் படித்துள்ளீர்கள். திண்மப் பொருள்கள் நீர்மமாகவும், நீர்மம் வாயுவாகவும் மாறுகின்றன. அம்மாதிரியே வெப்பத்தைக் குறைத்தோமானால் வாயு நீர்ம நிலையையும், நீர்மம் திண்ம நிலையையும் அடையும். வெப்பத்~ தால் பொருள்கள் உருகுகின்றன, கொதிக்கின்றன, ஆவி~ யாகின்றன. வெப்ப இழப்பால் பொருள்கள் சுருங்குகின்றன, உறைகின்றன.

அம்மாதிரியே பொருள்களுக்கு வெப்பத்தைக் கொடுக்கும்~ போதும் அவற்றின் வெப்ப நிலையில் மாற்றம் ஏற்படுகிறது என்று படித்திருப்பீர்கள். வெப்பத்தினால் பொருள்களின் வெப்ப நிலை படிப்படியாக உயருகிறது. மேலும் நிலைமாற்றமானது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்ப நிலையில் ஏற்படுவதையும் நீங்கள் அறிவீர்கள்.

-65-

ஆகையால் வெப்பத்தால் பொருள்களில் இரண்டு வித நிகழ்ச்சிகள் நடைபெறுகின்றன. ஒன்று வெப்பநிலை உயரு~ கிறது. மற்றொன்று நிலைமாற்றம் ஏற்படுகிறது.

பொருள்கள் நிலை மாற்றம் அடையும்போது வெப்பம் எவ்~ வாறு செலவிடப்படும்? அப்போது கொடுக்கப்படும் வெப்பம் ஒன்று நிலைமாற்றத்திற்கு பயன்படவேண்டும் அல்லது வெப்ப நிலை மாற்றத்திற்கு பயன்படவேண்டும். உருகுகின்ற மெழுகின் வெப்ப நிலையை ஒரு வெப்பமானியைக் கொண்டு அள. எ஠ுத்துக்~ கொண்ட மெழுகு உருகுகின்ற வரையில் அ஥ன் வெப்பநிலை உயர்வு உடையாதிருப்பதை காணலாம். அப்போது கொடுக்கப்~ பட்ட வெப்பமானது மெழுகை உருகவைப்பதற்கு அதாவது நிலை மாற்றத்திற்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட்டது. வெப்பநிலை உ௟ர்~ வுக்கு பயன்படவில்லை. அ஥னால் வெப்பமானி வெப்பநிலை மாற்றத்தைக் குறிக்கவில்லை. இம்மாதிரி வெப்பம் மாறாது நிலை மாற்றத்தின் போது வெப்பமானிகளால் குறிக்கமுடியாமல் போகிறது. ஆனால் கொடுக்கப்பட்ட வெப்பமானது நிலை மாற்றம் அடைந்த பொருள்களில் தங்கி இருக்கிறது. இம்மாதிரி நிலைமாற்றத்தின் போது வெப்பமானிகளால் பதிவு செய்யப்~ படாமல் மறைந்து இருக்கும் வெப்பத்தை `உள்மறை' வெப்பம் என்கிறோம்.

பொருள் உருகும்போது வெப்பம் மறைந்து காணப்பட்டால் அதை உருகுதலின் உள்மறை வெப்பம் என்கிறோம். அம்மாதிரியே ஒரு நீர்மம் கொதித்து ஆவியாகும்போது மறையும் வெப்பம் ஆவி~ யாதலின் உள்மறை வெப்பம் என்கிறோம்.

-67-

15. ஆவி அழுத்தம்

நீர்மங்களை வெப்பப்படுத்தும்போது அவை ஆவியாகின்றன. நீர்மங்கள் வாயு நிலையை அடைவதால் `ஆவி' என்கிறோம். ஆனால் ஆவிக்கும் வாயுவிற்கும் வேறுபாடு உள்ள஥ு. அதை இப்பாடத்தில் காண்போம்.

ஆவி-வாயு

நீர்மங்களின் ஆவியினால் மேல் அழுத்தத்தை அதிகரித்தால் அவை மீண்டும் நீர்ம நிலையை அடையும். ஆனால் ஒரு வாயுவின் மீது அழுத்தத்தை அ஥ிகரித்தால் மட்டும் போதாது. அதன் வெப்ப நிலையையும் குறைத்தால்தான் அவை நீர்ம நிலையை அடையும். ஆ஖வே அழுத்தத்தை அ஥ிகரிப்பதால் நீர்ம நிலையை அ஠ையக்்கூடியது ஆவி என்றும், வெப்ப நிலையை குறைத்து அழுத்தத்தை அ஥ிகரித்தால் நீர்மநிலையை அடையும் பொருள்களை வாயு என்றும் கூறுகிறோம்.

கடல், ஏரி போன்ற நீர் நிலைகளில் உள்ள நீர் ஆவியாகி மேகமாகி பின் குளிர்ந்து மழை ஏற்படுகிற஥ு என்று படித்திருக்கிறீர்~ கள் ஒரு முகவையில் பெட்ரோல் அல்லது ஈதர் நீர்மத்தை திறந்து வைத்து சிறிது நேரம் கழித்துப் பார்த்தால் அவை ஆவியாகி காற்றோடு சேர்ந்~ திருக்கும் என்பதை உணர~ லாம். ஆகையால் ஆவியாதல் எல்லா வெப்ப நிலைகளிலும் நடைபெறுகிறது என்பதை அறியலாம். கொதிக்கும்போது நீர்மங்கள் ஆவியாகின்றன. அ஥னால் கொதித்தலை விரைவு ஆவியாதல் எனலாம்.

ஆவி அழுத்தம்

நீர்மங்களின் ஆவிக்கு அழுத்தும் சக்தி உண்டு என்~ பதை பின்வரும் சோதனை~ யால் விளக்கலாம்.

பாதரசம் நிரம்பிய ஒரு தொட்டியில் இரண்டு பார~ மானிகளை நிறுத்து. இரு பாரமானியிலும் பாதரச மட்டம் சம உயரத்தில் இருக்கும், அது வாயுமண்டலக் காற்றின் அழுத்தத்தை

-68-

குறிக்கிறது. அப் பாதரச மட்டங்களுக்கு மேல் டாரிசில்லி வெற்றிடம் உள்ள஥ு. ஒரு வளைந்த முனை பிப்பெட்டின்௃ ஂமூலம் ஈதர் நீர்மத்தை சிறிதளவு ஏதேனும் ஒரு பாரமானிக் குழாயில் செலுத்து ஈதர் பாதரசத்தின் வழியே மேலே உ௟ர்ந்து வெற்றிடத்தை அடைகிறது. ஏன் தெரியுமா?

அது அங்கு உ஠னேயே ஆவியாகிறது. அப்போது அந்த பாரமானிக்குழாயில் பாதரசமட்டம் தாழ்கிறது. இரண்டு பாதரச மட்டங்களுக்கும் உள்ள வித்தியாசம் அக்குழாயில் செலுத்தப்பட்ட ஈதர் ஆவியின் அழுத்தத்தை குறிக்கும். இ஥னால் ஆவிக்கு அழுத்தும் சக்தி உண்டு என அறிகிறோம். மேலும் மேலும் ஈதர் நீர்மத்தை செலுத்தினால் அது ஆவியாகி பாதரச மட்டம் மேலும் மேலும் கீழ் இறங்குவதைக் காணலாம்.

பூரித ஆவியழுத்தம்

மேற்கூறிய ஆய்வை மீண்டும் செய்வோம். இம்முறை ஈதர் நீர்மத்தை மேலும் மேலும் தொடர்ந்து பாரமானிக்குழாயில் செலுத்துவோம். ஒரு குறிப்பிட்ட சமயத்தில் குழாயினுள் செலுத்தப்~ பட்ட ஈதர் ஆவியாகாமல் நீர்மமாகவே தங்குவதைக் காணலாம். இப்போது பாரமானிக்குழாயில் பாதரச மட்டத்திற்கு மேல் ஈதர் ஆவி பூரித நிலையை அடைந்து விட்டது என அறிகிறோம். அ஥னால்தான் மேலும் ஈதர் ஆவி~ யாகாமல் நீர்மமாகவே பாதரச மட்டத்திற்கு மேல் தங்குகிறது. இப்போது பாரமானிக் குழாய்களில் பாதரச மட்டங்களுக்கிடையே உள்ள வித்தியாசம் ஈதர் ஆவியின் பூரித ஆவி அழுத்தத்தைக் கொடுக்~ கும்.

ஆ௟்வு 1. பூரித ஆவி அழுத்தம் அதன் பருமனளவைப் பொருத்~ தது அல்ல.

பாதரசம் நிரம்பிய தொட்டியில் இரண்டு பாரமானிகளை நிற்கவை. அதில் ஒன்றில் சிறிது சிறிதாக ஈதர் நீர்மத்தை செலுத்தி அங்கு பூரித ஆவி அழுத்தம் ஏற்படும்படி செய். அப்போது சிறிதளவு ஈதர் நீர்மம் பாதரச மட்டத்திற்கு மேல் தங்கும். இப்போது பாதரச

-69-

மட்டத்திற்கு மேல் உள்ள குழாய் முனை வரை இடத்திலுள்ள பருமனளவு அந்த பூரித ஈதர் ஆவியின் பருமனளவு ஆகும். பாதரச மட்டங்களுக்கிடையே உள்ள வித்தியாசம் பூரித ஈதர் ஆவியின் அழுத்தமாகும்.

ஈதர் ஆவி உள்ள பாதரசப் பாரமானிக் குழாயை மேலும் மேலும் பாதரச தொட்டிக்குள் அழுத்து, அப்போது பாதரச மட்டத்திற்குமேல் உள்ள பருமன~ ளவு குறையும். அப்போது சிறி~ தளவு ஈதர் ஆவி சுருங்கி நீர்ம நிலையை அடைகிறது. பாதரச மட்டங்களின் வித்தியாசத்தைக் கவனி, அது முன்பிருந்த பூரித ஆவி அழுத்தமே இருக்கும்.

ஈதர் ஆவி உள்ள பாரமானிக் குழாயை மேலே உயர்த்து. அப்போது பாரமானிக்குழாயில் பாதரச மட்டத்திற்குமேல் பரும~ னளவு அ஥ிகரிக்கும். அப்போது பாதரச மட்டத்திற்கு மேல் உள்ள ஈதர் ஆவியாகி அங்குள்ள ஈதர் ஆவியை பூரித நிலையை~ யடையச் செய்கிறது. இந்நிலை~ யில் பாதரச மட்டங்களின் வித்தி~ யாசத்தை கவனி. அ஥ன் அளவு மாறவில்லை. இதிலிருந்து பூரித ஆவி அழுத்தம் அ஥ன் பரும~ னளவைப் பொருத்ததல்ல என அறிகிறோம்.

ஆய்வு 2. பூரித ஆவி அழுத்தம் வெப்பநிலைக்கு நேர் விகிதத்~ தில் உள்ள஥ு.

முன் கூறியது போலவே இரண்டு பாரமானிகளை ஒரு பாத~ ரசத் தொட்டியில் அமைத்துக்கொள். அவை இப்போது ஒரு

-70-

அ஖ன்ற குழாயினுள் இருக஼்கும்படி பொருத்து. ஏதேனும் ஒரு பாரமானிக் குழாயில் ஈதர் நீர்மத்தை செலுத்தி பூரித ஆவி அழுத்தம் ஏற்படும்படி செய். பிறகு அகன்ற குழாயில் நீர் நிரப்பி இரண்டு பாரமானிக் குழாய்களும் நீரால் நன்஖ு சூழ்ந்~ திருக்கும்படி செய். நீரின் வெப்ப நிலையைக் காண ஒரு வெப்ப நிலைமானியைப் பொருத்து, பூரித ஈதர் ஆவி அழுத்தத்தை பாதரச மட்ட வித்தியாசத்திலிருந்து குறித்~ துக்கொள். அகன்ற குழாயிலுள்ள நீரில் பனிக்கட்டித் துண்டுகளைச் சேர்த்து வெப்ப நிலையைக் குறை. அப்போது பாதரச மட்டங்களின் வித்தியாசத்தைக் கவனி. அது குறைந்திருப்பதைக் காணலாம். அதாவது வெப்பநிலை குறையும்~ போது ஆவி அழுத்தம் குறைகிறது.

பிறகு அகன்ற குழாயிலுள்ள நீரின் வெப்பநிலையை உ௟ர்த்து. நீரின் வெப்பநிலை உயர உ௟ர பாரமானியின் பாதரச மட்ட வித்தியாசமும் அ஥ிகரிப்பதைக் காணலாம். இதிலிருந்து நாம் அறிவதென்ன? வெப்பநிலைக்~ கேற்ப ஆவி அழுத்தமும் மாறு~ படுகிறது. அதாவது பூரித ஆவி அழுத்தமும், வெப்பநிலையும் நேர் விகிதத்தில் இருக்கும்.

ஆய்வு 3. ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பூரித ஆவிகளின் மொத்த அழுத்~ தம் அவற்றின் தனித்தனி அழுத்தங்களின் கூடுதலாகும்.

முதலில் ஈ஥ர், ஆல்கஹால், பெட்ரோல் இந்த நீர்மங்களின் பூரித ஆவி அழுத்தங்களை தனித்தனியாக கண்டுபிடித்து குறித்துக்கொள். பிறகு முன் ஆய்வுகளைச் செய்ததுபோலவே இரண்டு பாரமானிக் குழாய்களை ஒரே பாதரசத் தொட்டியில் நிற்கவை. அவற்றில் ஒன்றில் ஈதர், பெட்ரோல், ஆல்கஹால் என நீர்மங்களைச் செலுத்தி அவற்஼றின் பூரித ஆவி அழுத்தம் ஏற்படும்படிச்

-71-

செய். பாதரச மட்டங்களுக்கிடையே உள்ள வித்தியாசம் மூன்று பூரித ஆவி மொத்த அழுத்தத்தைக் காட்டுகிறது. தனித்~ தனியாக ஆவி அழுத்தங்களைக் கூட்டுக. இரண்டும் சமமாக இருப்பதைக் காணலாம். அதா~ வது ஒரு வெற்றிடத்தில் ஒன்றுக்~ கொன்று வினை புரியாத ஆவி~ களின் பூரித ஆவி அழுத்தத்தின் மொத்தமானது அவற்றின் தனித்~ தனி அழுத்தங்஖ளின் கூடுதல் என அறிகிறோம்.

டால்டனின் ஆவி விதிகள்

முன்பு கூறிய மூன்று ஆய்வு~ களிலிருந்து சில உண்மைகளை அறிகிறோம். இவற்றைப்பற்றி முதலில் ஆராய்ந்து கூறியவர் டால்டன் என்ற அறிவியல் அறிஞர் ஆவார். அ஥னால் அவ்~ வுண்மைகளை டால்டனின் ஆவி அழுத்த விதிகள் என்கிறோம்.

-80-

18. முழு அக எதிரொளிப்பு

கோடைக்காலங்களில் நேராகச்செல்லும் பாதையில் பகலில் தொலை தூரத்தில் நீர் நிலைகள் இருப்பதைப்போல தோற்றத்தை கவனித்திருப்பீர்கள். இதைக் கானல் நீர் என்று கூறுவர். அருகே செல்லும்போது அங்கு நீர் இருக்காது. ஆனால் மீண்டும் தொலை தூரத்தில் நீர் இருப்பதுபோல் தோன்றும். அது எப்படி ஏற்படு~ கிறது?

இரவு நேரங்களில் வாகனங்~ களின் ஒளிபட்டவு஠ன் சைக்கிள் பின் பொருத்தியுள்ள சிகப்பு சின்னம் பிரகாசமாக மின்னுகிறதே, அது எப்படி ஏற்படுகிறது? இ஥ைப்பற்றி எல்லாம் இப்பாடத்தில் தெரிந்து கொள்வோம்.

ஓர் ஒளிக்கற்றையானது அ஠ர்த்தி மிகுந்த ஊடகத்திலிருந்து அடர்த்தி குறைந்த ஊ஠கத்திற்கு செல்லும்போது அ஥ன் பாதையை கவனி. ஊடகங்களைப் பிரிக்கும் எல்லைக்கு 90 அதாவது லம்பம் வழியாக செல்லும்போது அ஥ன் பாதையில் மாறுதல் இல்லை. அவ்வொளிக்கதிர் ஏற்படுத்தும் படுகோணத்~ தின் அளவை சிறிது சிறிதாக அதிகப்படுத்தும்போது ஒளியானது அடர்வு குறைந்த ஊடகத்தில் செல்லும்போது லம்பத்தை விட்டு விலகிச்செல்வதைக் காணலாம். அதாவது படுகோணம் அதிக~ ரிக்கும்போது விலகு கோணம் அதிகரிக்கிறது.