காற்றழுத்தம் (Air Pressure)

காற்றழுத்தம் (Air Pressure)

கண்டுபிடித்தவர்: Evangelista Torricelli

காலம்: 1640

டோரிசெல்லி நம்மைச் சுற்றி இருக்கும் வாயுமண்டலத்தில் இருக்கும் காற்றின் எடை காரணமாக பூமியை ஒட்டிக் கொண்டு இருக்கின்றது. எனவே மற்ற பொருட்களைப் போல் அதற்கு அழுத்தமும் உண்டு என்பதைக் கண்டறிந்தார். உலகம் உண்டான நாள் முதலாய் காற்றழுத்தம் இருந்தாலும், இதைக் கண்டறிந்தவர் இவரே. புவியீர்ப்பு விசையை இவர் கண்டறியாவிட்டாலும், நியூட்டனுக்கு இவரது கண்டுபிடிப்பு உதவிகரமாக இருந்திருக்கின்றது. இவரது கண்டுபிடிப்பு பாரோமீட்டர் என்னும் வானிலை அறியும் கருவியை உருவாக்கக் காரணமாக அமைந்தது. இதனால் தான் நம்மால் வானிலை குறித்த பல தகவல்களைப் பெற முடிகின்றது. 

எவ்வாறு கண்டறிந்தார்?

டோரிசெல்லி 1640 அக்டோபர் வாக்கில் கலிலியோவின் சீடராக இருந்தார். அவரது தந்தை ஒரு மிகப்பெரிய செல்வந்தரும் வியாபாரியுமாவார். இருந்தாலும் அறிவியல் மோகம் காரணமாக கலிலியோவுடன் இருந்தார். இத்தாலியில் ஒரு கிணற்றில் வைத்து கலிலியோ ஒரு சோதனையை நிகழ்த்தினார். 

ஒரு உறிஞ்சு குழலில் நீரை எவ்வளவு உயரம் வரை கொண்டு வர முடியும் என்ற சோதனை தான் அது.

மேலே வாய் மூடப்பட்ட‌ குழாயிலிருந்து டோரிசெல்லி குழாயை அடித்து அடித்து காற்றை உறிஞ்ச‌ தண்ணீர் மேலே வந்தது. ஆனால் எவ்வளவு தான் முயற்சி செய்து அடித்தாலும் தண்ணீர் 9.7 மீட்டருக்கு மேல் உயர முடியவில்லை. அந்தக் குழாய் என்றில்லை. படத்தில் காட்டியுள்ளது போல் எத்தகைய குழாயாக இருந்தாலும் சரி, எவ்வளவு உயரமானாலும் சரி, தடிமனானாலும் சரி, குழாயிலிருக்கும் காற்றை முழுதும் உறிஞ்சி அதில் வெற்றிடத்தை உருவாக்கினாலும், தண்ணீரால் 9.7 மீட்டர் உயரத்துக்கு மேல் வர முடியவில்லை! என்ன காரணமாக இருக்கும் என்று கலிலியோவும் அவரது சீடர்களும் மண்டையைப் பிய்த்துக் கொண்டனர்.

இறுதியில் கலிலியோ உள்ளிருக்கும் தண்ணீரின் எடையே அதை மேலே எழவிடாமல் செய்கின்றது என்று முடிவு கட்டிவிட்டார்.

மூன்றாண்டுகள் கழித்து 1643ல் கூட இந்தக் கேள்விக்கான பதில் கிடைக்காமல் டோரிசெல்லியின் மனம் நிம்மதி இன்றித் தவித்தது. கலிலியோ கூறிய படி தண்ணீரின் எடையால் தண்ணீர் மேலெழும்பாமல் இருக்க வேண்டுமானால், அதை விட எடை அதிகமான பாதரசம் இன்னும் குறைவான உயரமே எழ வேண்டுமல்லவா? பாதரசத்தின் எடை தண்ணீரின் எடையைக் காட்டிலும் 13.5 மடங்கு அதிகம். அப்படியானால் அது 1/13.5 மடங்கால் பெருக்கினால் வெறும் 30 அங்குலம் மட்டுமே உயர வேண்டும் என்று கணக்கிட்டுக் கொண்டார்.

ஒரு பெரிய வாளியில் பாதரசத்தை எடுத்துக் கொண்டார். 1 மீட்டர் அளவுள்ள ஒரு பக்கம் வாயுள்ள ஒரு கண்ணாடிக் குழாயிலும் பாதரசத்தை நிரப்பினார். பின்னர் அதன் வாயை ஒரு தக்கையால் மூடிவிட்டுத் தலைகீழாக அதைப் பாதரசம் இருந்த வாளிக்குள் கவிழ்த்தார். உள்ளிருந்தே தக்கையை நீக்கினார். இப்போது குழாயின் மேற்புறத்தில் வெற்றிடம் உருவாகும் தானே? அந்த வெற்றிடம் பாதரசம் முழுதும் கீழே விழா வண்ணம் பிடித்து இழுக்கின்ற காரணத்தால் மொத்த பாதரசமும் வாளிக்குள் விழாது. காண்க படம்:

மிகச் சரியக 30 அங்குலத்தில் பாதரசம் வந்து நின்றது. கணக்கு என்னவோ சரியாக வந்தாலும், பாதரசத்தின் எடையைக் காட்டிலும், உள்ளிருக்கும் வெற்றிடத்தில் தான் ஏதோ சூட்சுமம் இருக்கின்றது என்று கருதினார் டோரிசெல்லி. மறுநாளும் இதே சோதனையைச் செய்தார் டோரிசெல்லி. என்ன ஒரு ஆச்சரியம்! இப்போது வெறும் 29 அங்குலம் மட்டுமே பாதரசம் உயரச் சென்றது. முன்பு போல் 30 அங்குலம் ஏறவில்லை. மீண்டும் மீண்டும் சோதனை செய்து பார்த்தார். மீண்டும் அதே நிலையே இருந்தது.

சற்றே யோசித்தார் டோரிசெல்லி. அப்போது காற்றுடன் கூடிய மழையால் சன்னல் சத்தத்துடன் அடித்தது. சட்டென்று அவருக்குப் பதிலும் கிடைத்தது. நேற்றுக்கும் இன்றைக்கும் மாறி இருப்பது வானிலை மட்டுமே. அந்த வானிலை ஏன் காரணமாக இருக்கக் கூடாது? என்ற கேள்வி அவருக்குள் எழுந்தது. காற்றின் அழுத்தமே தண்ணீரை மேலே ஏறவிடாமல் செய்கின்றது என்று கண்டறிந்தார் டோரிசெல்லி.

இது மட்டுமா? நாம் இன்று சாதாரணமாக உச்சரிக்கும் குறைந்தழுத்தத் தாழ்வு மண்டலத்தையும், காற்று ஏன் வீசுகின்றது என்பதையும் கண்டறிந்தவரானார்.

காற்றழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், அது வாளியிலிருக்கும் பாதரசத்தையும் அழுத்துகின்றது. இதனால் குழாயின் உள்ளிருக்கும் பாதரசம் வெற்றிடத்தைப் புறக்கணித்து விட்டு கீழே இறங்குகின்றது. அதுவே காற்றழுத்தம் குறைவாக இருந்தால், வெற்றிடம் வெற்றி பெற்றுப் பாதரசத்தை மேலே இழுக்கின்றது. இதுவே காற்றழுத்தத்தைக் கணக்கிடும் பாராமீட்டர் பயன்படும் முறையாகும்.

வானிலை மாற்றங்களால் காற்றின் எடை மாறுபடும் என்று கண்டறிந்து என்றும் நம் மனதில் நிற்கின்றார் டோரிசெல்லி.