বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হল সেই শক্তি যার সাহায্যে পৃথিবী, মানুষ এবং তার চারপাশের সমস্ত কিছুর উপর বায়ু চাপে। নিবন্ধটি আপনাকে বলবে কিভাবে XVII শতাব্দীতে। পরীক্ষার সাহায্যে, প্রথমবারের মতো বায়ুচাপের বল দেখানো হয়েছিল। এটা অনেক মজাদার! আমরা শিখব কিভাবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ নির্দেশিত হয় এবং কিভাবে তা পরিমাপ করা হয়।
অটো ভন গুয়েরিকের অভিজ্ঞতা
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কতটা মহান, বিশ্ব 1654 সালে শিখেছিল। ম্যাগডেবার্গ (জার্মানি) শহরের বার্গোমাস্টার অটো ভন গুয়েরিকের জন্য এটি ঘটেছে। তিনি তথাকথিত ম্যাগডেবার্গ গোলার্ধের সাথে অভিজ্ঞতা প্রদর্শন করেছিলেন। তারপরে বায়ুচাপ কীভাবে নির্দেশিত হয় সে সম্পর্কে কোনও কথা হয়নি, কারণ তারা এখনও এটি কীভাবে পরিমাপ করতে হয় তা জানত না। গোলার্ধগুলি কেমন দেখায় তা ম্যাগডেবার্গ মিউজিয়ামের ফটোতে দেখা যায়৷
এই দুটি ব্রোঞ্জের গোলার্ধ, এর মধ্যে একটি শক্ত এবং দ্বিতীয়টিতে একটি গর্ত রয়েছে। একটি তৈলযুক্ত চামড়ার গ্যাসকেট গোলার্ধের মধ্যে নিবিড় এবং সংযুক্ত করার জন্য স্থাপন করা হয়েছিল। গোলার্ধ থেকে ছিদ্র দিয়ে বায়ু পাম্প করা হয়েছিল। মজার বিষয় হল, গুয়েরিক নিজেই চার বছর আগে, 1650 সালেভ্যাকুয়াম পাম্প আবিষ্কার করেন। তার ছবিও রয়েছে। যখন বায়ু পাম্প করা হয়, তখন গোলার্ধগুলি বায়ুমণ্ডলীয় চাপ দ্বারা চেপে যায়। তাদের একে অপরের থেকে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করার জন্য, তারা ঘোড়ার ট্র্যাকশন বল ব্যবহার করেছিল৷
ম্যাগডেবার্গ গোলার্ধের সাথে পরীক্ষা
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কীভাবে নির্দেশিত হয় তা শেখার আগে, আসুন একটি পরীক্ষা করা যাক। এটির জন্য, আমরা ম্যাগডেবার্গ গোলার্ধের মডেল ব্যবহার করব। একটি রাবারের পায়ের পাতার মোজাবিশেষ সঙ্গে গোলার্ধের গর্তে একটি ভ্যাকুয়াম পাম্প সংযুক্ত করুন। এটি চালু করুন, একটি গোলার্ধে ট্যাপটি খুলুন। তাদের মধ্যবর্তী স্থানের চাপ কমে যাবে। ফলস্বরূপ, অভ্যন্তর থেকে গোলার্ধের উপর ক্রিয়াশীল বল হ্রাস পায় এবং বাইরে থেকে ক্রিয়াশীল বল বৃদ্ধি পায়।
বাতাস থেকে পাম্প করার সময়, গোলার্ধগুলিকে আলাদা করা অসম্ভব, কারণ তারা একসাথে খাপ খায়। পাম্প বন্ধ করুন, রাবার পায়ের পাতার মোজাবিশেষ সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন। বায়ু গোলার্ধের মধ্যবর্তী স্থানে প্রবেশ করতে শুরু করবে। তাহলে তারা সহজেই আলাদা হয়ে যাবে।
কোন অক্ষর বায়ুর চাপকে প্রতিনিধিত্ব করে
আসুন গোলার্ধকে চেপে ধরেছে এমন বল গণনা করার চেষ্টা করি। যখন আমরা বায়ু পাম্প করি, তখন শুধুমাত্র বায়ুমণ্ডলীয় চাপের বলই গোলার্ধে কাজ করে। এটি গোলার্ধকে সংকুচিত করে এবং ফাঁকা গোলকের ভেতরের দেয়াল থেকে তাদের মধ্যবর্তী স্থানের কেন্দ্রে নির্দেশিত হয়। গুয়েরিকে গোলার্ধের ব্যাস (d) ছিল ৩৫.৫ সেমি।
এই সত্যের উপর ভিত্তি করে যে আমরা গোলার্ধগুলিকে আলাদা করতে পারিনি, এটি স্পষ্ট হয়ে যায় যে চাপ বল খুব বড়। এমনকি প্রতিটি পাশে আটটি ঘোড়াও এই গোলার্ধগুলি ভাঙতে পারেনি। এখানে একটি খোদাই করা হয়েছে যা অটো ভন গুয়েরিকের অভিজ্ঞতাকে চিত্রিত করে৷
কী অক্ষর চাপ প্রতিনিধিত্ব করে? অক্ষর P. স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ (Patm) হল 100 কিলোপাস্কাল (kPa)। এই ধরনের বল গোলার্ধের প্রতিটি অংশে কাজ করে। চাপ বল F হল বায়ুমণ্ডলীয় চাপের গুণফল এবং গোলার্ধের ক্রস-সেকশনের ক্ষেত্রফল S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0.355 m)2/4≈10 kN (কিলোনিউটন)। এটি এক টন লোডের ওজন, তাই ঘোড়াগুলি এই গোলার্ধগুলি ভাঙতে পারেনি।
ব্যারোমিটার
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কীভাবে নির্দেশিত হয়, আমরা জানি, তবে এটি কীভাবে পরিমাপ করা হয়? 17 শতকের প্রথমার্ধে ইতালীয় টরিসেলি দ্বারা উদ্ভাবিত ব্যারোমিটারে ত্রুটি ছিল। এটি সহজেই ভাঙা যেতে পারে, এটি বিষাক্ত পারদ দিয়ে ভরা ছিল এবং আপনি সত্যিই আবহাওয়ার পূর্বাভাস দিতে এটিকে বিভিন্ন জায়গায় নিয়ে যেতে চেয়েছিলেন৷
কাঁচের টিউব ছাড়া অর্থাৎ তরল ছাড়াই ডিভাইস নিয়ে আসা দরকার ছিল। এই ধরনের একটি ব্যারোমিটার মাত্র দুইশ বছর পরে উদ্ভাবিত হয়েছিল এবং এটিকে অ্যানারয়েড বলা হয়। রাশিয়ান ভাষায় অনুবাদ করা এই শব্দের অর্থ তরলহীন। অ্যানারয়েড ব্যারোমিটার কী তা বিবেচনা করুন৷
এটি একটি ছোট ডিভাইস। টরিসেলি পারদ নল থেকে ভিন্ন, যা এক মিটার উঁচু, আপনি যেখানেই যান না কেন এটি সহজেই আপনার সাথে বহন করা যেতে পারে। এর ভিতরে কি আছে? ব্যারোমিটার বিস্ফোরিত হয়েছে তা একবার দেখে নেওয়া যাক।
এতে চাপ কীভাবে নির্দেশিত হয়? ডিভাইসটিতে ঘড়ির ডায়ালের মতো একটি স্কেল রয়েছে। কিলোপাস্কালে চাপ একটি তীর দ্বারা নির্দেশিত হয়। ডায়ালের পিছনে আমরা তিনটি চ্যাপ্টা বাক্স দেখতে পাই। বায়ু তাদের বাইরে পাম্প করা হয়, এবং ভিতরে একটি বসন্ত আছে। এটা না থাকলে পরিবেশটা এমন হতোচূর্ণ বাক্স. বসন্ত থেকে আরও, লিভার দূরে সরে যায়, এটি বাক্সগুলির গতিবিধি প্রেরণ করে। কেন তারা নড়ছে? বাক্সগুলি তাদের বেধ পরিবর্তন করতে পারে। যখন বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বেশি হয়, বায়ু বাক্সগুলিকে সংকুচিত করে, তাদের বেধ হ্রাস পায়। চাপ কম হলে, স্প্রিং সোজা হয়ে যায় এবং বাক্সগুলি ঘন হয়ে যায়। লিভারের মেকানিজমের মাধ্যমে, নড়াচড়াটি তীরে প্রেরণ করা হয়।
তরলহীন ব্যারোমিটার ডিভাইস
আমরা শিখেছি কীভাবে তরলহীন ব্যারোমিটারে চাপ নির্দেশিত হয় এবং এখন আমরা এর চিত্র আঁকব।
তিনটি বাক্স ডিভাইসটিকে আরও নির্ভুলতা দেয়, তবে নীতিগতভাবে একটি যথেষ্ট। এটির বেধ পরিবর্তন করার ক্ষমতা রাখার জন্য এটি বিশেষভাবে ঢেউখেলান করা হয়। মনে রাখবেন ঢেউতোলা, এবং সেইজন্য নমনীয় ভ্যাকুয়াম ক্লিনার পায়ের পাতার মোজাবিশেষ. বাক্সের নীচের অংশটি বেসের সাথে সংযুক্ত। এটির উপরে একটি স্প্রিং সংযুক্ত করা হয়েছে, যা বাক্সটিকে একইভাবে সোজা করার চেষ্টা করে যেভাবে একটি অ্যালুমিনিয়াম শাসক, যদি বাঁকানো হয়, সোজা করার চেষ্টা করে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ, বিপরীতভাবে, বাক্সটি সংকুচিত করার চেষ্টা করে।
চাপ বাড়লে বাক্সের পুরুত্ব কমে যায়, যার মানে লিভারটি এক্সেল ঘুরিয়ে দেয়। আপনি যদি অক্ষের সাথে একটি তীর সংযুক্ত করেন, তবে পুরুত্ব কমলে এটি ডানদিকে এবং বেধ বাড়লে বাম দিকে ঘোরবে।
