அடடே அறிவியல்: தண்ணீரைக் கொட்டும் காற்று

வீட்டிலோ தெருவிலோ அடிபம்பைப் பார்த்தி ருப்பீர்கள். அதிலே நீண்ட கைப்பிடியையும் கவனித்திருப்பீர்கள். அதை மேலும் கீழும் அழுத்தும்போது, குழாயில் தண்ணீர் கொட்டும். அந்த அடிபம்பு எப்படி வேலை செய்கிறது? வாங்க, ஒரு சோதனை செய்து அதைத் தெரிந்து கொள்வோம்.

தேவையான பொருள்கள்:

500 மில்லி லிட்டர் கூம்புக் குடுவை, தோல் நீக்கிய அவித்த முட்டை, கற்பூரம், தீப்பெட்டி, கரண்டி

சோதனை

1 முட்டையை நீரிலே கொதிக்கவைத்து நன்றாக அவித்துவிடுங்கள். பின்பு அவித்த முட்டையின் ஓட்டை நீக்குங்கள்.

2 ஒரு சிறிய கரண்டியில் இரண்டு கற்பூரங்களை வைத்து தீக்குச்சியால் பற்ற வையுங்கள்.

3 இப்போது மேஜிக் ஆரம்பம். கரண்டியில் எரியும் கற்பூரங்களைக் கூம்புக் குடுவைக்குள் போடுங்கள்.

4 உடனடியாக அவித்த முட்டையைக் கூம்புக் குடுவையின் வாய் மீது வையுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று உற்றுப்பாருங்கள். அவித்த முட்டை ‘டம்’ என்ற பெரிய சத்தத்துடன் உள்ளே சென்றுவிடுவதை நீங்கள் பார்க்கலாம்.

குடுவைக்குள் சென்ற அவித்த முட்டையை எப்படி வெளியே எடுப்பது என்று மாணவர்களிடம் கேட்டேன். டமால் என்று குடுவையைக் கீழே போட்டால் குடுவை உடைந்துவிடும். முட்டை தனியாக வந்துவிடும் என்று ஒரு மாணவன் பதில் சொன்னான். ஒரு குச்சியைக் குடுவைக்குள் விட்டு முட்டை மீது குத்தினால் முட்டை தூளாகி வெளியே வந்துவிடும் என்று இன்னொருவன் சொன்னான்.

நான் உங்களிடம் கேட்கிறேன். முட்டையும், கண்ணாடி எதுவுமே உடையக் கூடாது. எப்படி முட்டையை வெளியே எடுப்பது? சரி, அதை நானே சொல்லட்டுமா?

5குடுவையைத் தலைகீழாகக் கவிழ்த்து உள்ளே இருக்கும் கற்பூரங்களை வெளியே கொட்டிவிடுங்கள். குடுவையைத் தலைகீழாகக் கவிழ்த்து முட்டையின் சிறிய பகுதி குடுவையின் வாயில் கீழ்நோக்கி இருக்குமாறு பிடித்துக்கொள்ளுங்கள்.

6குடுவையின் வாயை முழுவதுமாக உங்கள் வாயில் வைத்து தம் பிடித்து காற்றை வேகமாக ஊதுங்கள். ஊதிய பின்பு குடுவையை வாயிலிருந்து எடுத்து அப்படியே தலைகீழாகப் பிடியுங்கள். இப்போது முட்டை மெதுவாகக் குடுவையைவிட்டு வெளியே வந்து உங்கள் கையில் விழும்.

நடப்பது என்ன?

பொருள் எரிவதற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவை இல்லையா? குடுவையில் இருந்த காற்றில் ஆக்ஸிஜன் நிறைந்திருக்கும். கற்பூரம் எரிவதற்கு ஆக்ஸிஜனில் இருந்த காற்றை எடுத்துக்கொள்கிறது. இதனால், குடுவைக் குள் காற்றழுத்தம் குறைகிறது. குடுவைக்கு வெளியே உள்ள காற்றழுத்தம் குடுவையினுள் இருக்கும் காற்றழுத்தத்தைவிட அதிகம். இந்த அழுத்த வேறுபாட்டால் வெளிக்காற்று ஒரு விசையுடன் முட்டையைக் குடுவைக்குள் தள்ளிவிடுகிறது. இதுவே முட்டை குடுவைக் குள் செல்வதற்குக் காரணம். இதிலிருந்து காற்றுக்கு அழுத்தம் உண்டு என்பதை முதல் முறையாக நாம் செய்த சோதனையில் தெரிந்துகொண்டோம் அல்லவா? அதேபோலத்தான் இந்தச் சோதனையும்.

அது சரி, முட்டை வெளியே எப்படி வந்தது? குடுவையைத் தலைகீழாகக் கவிழ்த்து லேசாகத் தட்டினால் முட்டையில் சிறிய பகுதி குடுவையின் கழுத்துப் பகுதியில் கீழ்நோக்கி இருக்கும்.

தலைகீழாக உள்ள குடுவையின் வாயில் காற்றை ஊதும்போது கண்ணாடிக் குடுவையின் சுவருக்கும் முட்டைக்கும் இடையே காற்று உள்ளே செல்கிறது. உள்ளே சென்ற காற்று வெளியே வர முடியாதவாறு குடுவையின் வாயில் இறுக்கமாகிவிடுகிறது. இப்போது குடுவைக்குள் இருக்கும் காற்றழுத்தம் குடுவைக்கு வெளியே இருக்கும் வளிமண்டலக் காற்றழுத்தத்தைவிட அதிகமாக இருக்கும். இதனால், முட்டை மீது காற்று ஒரு விசையைச் செலுத்தி முட்டையை வெளியே தள்ளிவிடுகிறது. குடுவைக்குள் முட்டை சென்றதற்கும் குடுவையை விட்டு வந்ததற்கும் காற்றழுத்தம்தான் காரணம்.

பயன்பாடு

காற்றழுத்தத்துக்கும் நிலத்துக்கு அடியில் இருந்து தண்ணீரை வெளியேற்றும் அடிபம்புக்கும் என்ன சம்பந்தம் என்று பார்ப்போமா? அடிபம்பு அல்லது கைப்பம்பு நிலத்தில் சுமார் அரை அடி விட்டத்தில் உருளை வடிவத்தில் துளையிட்டு, அத்துளையில் கைப்பம்பு பொருத்தப்பட்டிருக்கும். உலோக உருளைக்குள் பிளாஞ்சருடன் கூடிய பிஸ்டன் அமைப்பு மேலும் கீழும் நகருமாறு வெளிப்புறக் கைப்பிடியுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் அல்லவா?.

பிஸ்டனின் அடிப்பகுதியில் மேல் நோக்கித் திறக்கும் வால்வு இருக்கும். கைப்பிடியை மேலே உயர்த்தும்போது பிஸ்டன் கீழ்நோக்கி நகர்வதால், அழுத்தத்தினால் அடிப்பகுதி வால்வு நன்றாக மூடிவிடுகிறது. கைப்பிடியை கீழ்நோக்கி அழுத்தும்போது பிஸ்டனும் மேல்நோக்கி நகர்கிறது. அப்போது பிஸ்டனிலுள்ள அடிப்பகுதி வால்வு திறந்து மேல்நோக்கி வருகிறது.

இதனால் பிஸ்டனுக்குக் கீழே உள்ள தண்ணீர் வால்வுக்கு மேலே வருகிறது. மீண்டும் கைப்பிடியை மேலே நகர்த்தும்போது தண்ணீர் வெளியேற்றும் குழாய் வழியே வெளியே வந்து கொட்டுகிறது. கைப்பிடியைத் தொடர்ந்து மேலும் கீழும் அடிக்கும்போது வால்வு மூடித் திறப்பதால், தண்ணீர் தொடர்ந்து கொட்டுகிறது.

குடுவையைக் கைப்பம்பின் உருளைப் பகுதியாகவும் முட்டையைத் தண்ணீராகவும் கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள். குடுவைக்கு உள்ளே அதிக காற்றழுத்த பகுதியில் இருந்து, குடுவைக்கு வெளியே குறைந்த காற்றழுத்தப் பகுதியை நோக்கி, காற்று ஒரு விசையைச் செலுத்தியவுடன் முட்டை குடுவையை விட்டு வெளியே வந்ததல்லவா? அதைப் போலவே கைப்பம்பில் குறைந்த காற்றழுத்தப் பகுதியான வால்வின் மேற்பகுதிக்கு வால்வுக்குக் கீழே உள்ள காற்றழுத்தம் அதிகமாவதால் தண்ணீர் வருகிறது. இப்படித்தான் கைப்பம்பு வேலை செய்கிறது!

படங்கள்: அ. சுப்பையா பாண்டியன்

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com