அடடே அறிவியல்: தண்ணீரைத் தள்ளும் காற்று

வீடுகளில், அலுவலங்களில் கேன்களில் அடைக்கப்பட்ட தண்ணீரைக் குமிழ் கலன்களைப் (பபிள் டாப்) பயன்படுத்தித் தண்ணீர் குடித்திருப்பீர்கள். மூடியைத் திறந்து தண்ணீரை டம்பளரில் பிடிக்கும்போது டபக்...டபக்... என்று ஒரு சத்தம் வரும். அது ஏன் வருகிறது. அந்தக் கலன் எப்படி வேலை செய்கிறது? அதைத் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனை செய்துபார்ப்போமா?

தேவையான பொருள்கள்:

வெவ்வேறு உயரம் கொண்ட இரண்டு பிளாஸ்டிக் பாட்டில்கள், பசை டேப், ஊசி, தண்ணீர், மெழுகுவர்த்தி, தீப்பெட்டி.

சோதனை

1. ஒரு எரியும் மெழுகுவர்த்தியில் ஊசியைச் சூடுபடுத்தி, இரண்டு பிளாஸ்டிக் பாட்டில்களின் கீழ்ப்பகுதியில் துளையைப் போடுங்கள்.

2. அந்தத் துளைகளைப் பசை டேப்பால் ஒட்டிவிடுங்கள்.

3. உயரமான பாட்டிலில் நீரை நிரப்பி, ஒரு கையால் பாட்டிலின் வாயை மூடி, தலைகீழாகத் திருப்பிக் குட்டையான பாட்டிலின் மீது வையுங்கள். பாட்டில்கள் சாய்ந்து விடாமல் பார்த்துக் கொள்ளுங்கள்.

4. கீழ் பாட்டிலில் ஒட்டப்பட்ட பசை டேப்பை எடுத்துத் துளையைத் திறந்து விடுங்கள். இப்போது என்ன நிகழ்கிறது என்பதைக் கவனியுங்கள்.

மேல் பாட்டிலில் உள்ள தண்ணீர் கீழ் பாட்டிலுக்குள் நிறைந்து மேல் பாட்டிலின் வாய்ப் பகுதி வரை வந்து நிற்கும். அதற்குப் பின் மேல் பாட்டிலில் உள்ள தண்ணீர் கீழ் பாட்டிலுக்குள் வருவதில்லை. ஆனால், கீழ் பாட்டிலில் உள்ள துளையைத் திறந்தவுடன் பாட்டிலிருந்து தண்ணீர் வெளியே வரும். கீழ் பாட்டிலில் உள்ள நீர் மட்டம் மேல் பாட்டிலின் கீழ் முனைக்குச் சற்றுக் கீழே வரும்போது, மேல் பாட்டிலுக்குள் டபக்...டபக்... என்று காற்றுக் குமிழ்கள் செல்வதைப் பார்க்கலாம்.

நடந்தது என்ன?

கீழ் பாட்டிலில் தண்ணீர் வெளியேறியவுடன் மேல் பாட்டிலுக்குள் காற்றுக் குமிழ்கள் செல்ல என்ன காரணம்?

மேல் பாட்டிலில் உள்ள நீரைக் கீழ் பாட்டிலுக்குள் திறந்து தலைகீழாகக் கவிழ்த்து வைக்கப்பட்டவுடன் மேல் பாட்டிலின் வாய்ப் பகுதிவரை வந்து நிற்கும். மேல் பாட்டிலில் உள்ள நீரின் எடையைவிட கீழ் பாட்டிலில் உள்ள நீர்ப்பரப்பில் செயல்படும் வளிமண்டலக் காற்றழுத்த விசை அதிகமாக இருப்பதால் மேல் பாட்டிலில் உள்ள நீர் கீழே விழுவதில்லை. மேல் பாட்டிலில் உள்ள நீரை வெளிக் காற்றழுத்தம் கீழே தாங்கி பிடித்துக் கொள்கிறது.

கீழ் பாட்டிலில் உள்ள துளையைத் திறந்தவுடன் தலைகீழாகக் கவிழ்த்து வைக்கப்பட்ட மேல் பாட்டிலின் கீழ் விளிம்பைவிட சற்றுக் கீழே நீர்மட்டம் இறங்குவதால், மேல் பாட்டிலில் உள்ள நீர் வெளியேறுகிறது. இதனால், மேல் பாட்டிலில் காற்றழுத்தம் குறைகிறது.

மேல் பாட்டிலில் ஏற்பட்ட குறைந்த காற்றழுத்தத்தைச் சமப்படுத்துவதற்காக வெளிக் காற்று பாட்டில்களில் சேர்ந்திருக்கும் பகுதியில் உள்ள இடைவெளி வழியாகச் சென்று மேல் பாட்டிலுக்குள் செல்லும். இதனால்தான் கீழ் பாட்டிலில் உள்ள நீர் வெளியேறும் போது மேல் பாட்டிலில் டபக்…டபக்... என்ற சத்தத்துடன் காற்றுக் குமிழ்கள் உருவாகி மேலே செல்கின்றன.

5. இப்போது மேல் பாட்டிலில் ஒட்டப்பட்ட பசை டேப்பை எடுத்துத் துளையைத் திறந்துவிட்டு என்ன நிகழ்கிறது என்று பாருங்கள்.

மேல் பாட்டிலில் துளை வழியாக வெளிக் காற்று உள்ளே செல்வதாலும் வளிமண்டலக் காற்றழுத்தம் மேல் பாட்டிலில் உள்ள நீர்ப்பரப்பில் செயல்படுவதாலும் நீர் முழுவதும் கீழ் பாட்டிலுக்குள் இறங்கி வாய்ப் பகுதி வழியாக வெளியே கொட்டுகிறது. இதேபோன்று இரு பாட்டில்களில் உள்ள துளையை மாறிமாறி மூடியைத் திறந்து என்ன நிகழ்கிறது என்று நீங்களே விளையாட்டாய்ச் செய்து பாருங்களேன்.

பயன்பாடு

இந்தச் சோதனையின் அடிப்படையில்தான் வீடுகளில் பயன்படுத்தும் குமிழ் கலன்கள் வேலை செய்கின்றன. சோதனையில் உள்ள இரண்டு பிளாஸ்டிக் பாட்டில்களையும் குமிழ்கலனில் உள்ள இரண்டு பிளாஸ்டிக் டப்பாக்களாகக் கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள்.

குமிழ் கலனில் இரண்டு பிளாஸ்டிக் பாத்திரங்கள் இருக்கும் மேல் பாத்திரத்தின் கொள்ளளவு கீழ்ப் பாத்திரத்தைவிட மூன்று மடங்கு அதிகமாக இருக்கும். குமிழ் கலனில் கீழே உள்ள பாத்திரத்தில் திறந்து மூடும் நீர்க் குழாய் இருப்பதைப் பார்த்திருப்பீர்கள்.

தண்ணீர் உள்ள பிளாஸ்டிக் டப்பாவின் மூடியைத் திறந்து கீழே உள்ள பாத்திரத்தில் வாயில் பொருந்துமாறு தலைகீழாகக் கவிழ்த்தால், கீழ் பாத்திரத்தில் தண்ணீர் நிரம்பிக் கவிழ்த்து வைக்கப்பட்ட மேல் பாத்திரத்தின் வாய் விளிம்பு வரை நிற்கும். மீதம் உள்ள தண்ணீர் மேல் பாத்திரத்திலேயே தங்கி இருக்கும். குழாயைத் திறந்து தண்ணீர் பிடிக்க மேல் பாத்திரத்தில் உள்ள தண்ணீர் கீழ்ப் பாத்திரத்துக்கு வரும்.

சோதனையில் பார்த்தது போல மேல் பாத்திரத்தில் குமிழ்கள் உருவாகும். காற்றுக் குமிழ்கள் மேல் நோக்கிச் செல்வதால் இக்கருவிக்கு பபிள் டாப் என்று பெயர். பபிள் டாப் எவ்வாறு வேலை செய்கிறது என்று இப்போது புரிந்துவிட்டதா?