அடடே அறிவியல்: உயிர் காக்கும் விளக்கு

நிலக்கரிச் சுரங்கங்களில் தீ விபத்து ஏற்படுவது பற்றி செய்தித்தாள்களில் படித்திருப்பீர்கள். சுரங்கங்களில் தீ விபத்துகளைத் தடுப்பதற்காக ஒரு விளக்கைப் பயன்படுத்துவார்கள். அதன் பெயர் காப்பு விளக்கு. அது எப்படி வேலை செய்கிறது? அதைத் தெரிந்துகொள்ளவும் ஒரு சோதனை இருக்கிறது.

தேவையான பொருள்ட்கள்:

சதுர வடிவ இரும்பு வலை

தீப்பெட்டி

முக்காலி.

உயரமான மெழுகுவர்த்தி

சோதனை

1. முக்காலியின் நடுவே ஒரு மெழுகுவர்த்தியை வையுங்கள்.

2. மெழுகுவர்த்தியைப் பற்ற வைத்து எரிய விடுங்கள்.

3. முக்காலியின் மேற்பரப்பில் மெழுகுவர்த்தியின் சுடர் பட ஏதுவாக மெழுகுவர்த்தியின் உயரத்தைச் சரி செய்துகொள்ளுங்கள்.

4. இப்போது முக்காலியின் மேலே இரும்புக் கம்பி வலையை வையுங்கள். என்ன நடக்கிறது என்பதைக் கவனியுங்கள். மெழுகுவர்த்திச் சுடர் வலையைத் தாண்டி எரியாமல் வலைக்குக் கீழே பாதியாக எரிவதைப் பார்க்கலாம். இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு வெப்பம் எப்படிச் செல்கிறது? மூன்றே வழிகளில் செல்கிறது. வெப்பக் கடத்தல், வெப்பச் சலனம், வெப்பக் கதிர்வீச்சு ஆகியவைதான் அது.

திடப் பொருள்களில் வெப்பக் கடத்தல் மூலமே வெப்பம் பரவுகிறது. ஒரு பொருளில் ஒரு முனையிலிருந்து மற்றொரு முனைக்கு மூலக்கூறுகள் நகராமல் வெப்பம் பரவுதல் வெப்பக் கடத்தல் எனப்படுகிறது.

ஒரு பொருள் எரிவதற்கு வெப்பம், ஆக்ஸிஜன், எரிபொருள் தேவை என்பதைப் படித்திருப்பீர்கள். இதை ‘நெருப்பு முக்கோணம்’ என்று சொல்வார்கள். இதில் ஏதேனும் ஒன்று இல்லாவிட்டாலும் அப்பொருளில் தீப்பிடிக்காது. மேலும் ஒரு பொருள் தீப்பற்றி எரிவதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச வெப்பநிலையை எரிபந்து வெப்பநிலை என்கிறோம்.

மெழுகுவர்த்தி எரிவதற்குத் தேவையான எரிபொருளை பாரபின் மெழுகில் உள்ள ஸ்டிரின் என்ற பொருள்தான் தருகிறது. மெழுகு உருகி ஆவியாகி ஸ்டிரின் வெளியே வருகிறது. இரும்புக் கம்பி வலையை எரியும் மெழுகுவர்த்திச் சுடர் மீது வைக்கும்போது வலைக்கு மேலே செல்லும் ஸ்டிரின் திடீரென்று குளிர்விக்கப்படுகிறது. வலைக்கு மேலே எரிபொருளும் ஆக்ஸிஜனும் இருந்தாலும் வெப்பநிலை குறைவாக உள்ளதால் வலைக்கு மேலே சுடர் எரிவதில்லை. ஆனால் மெழுகில் உள்ள கார்பன் எரிந்து புகையாக மேலே செல்கிறது. வலைக்குக் கீழே நெருப்பு முக்கோணத்தில் உள்ள மூன்றும் இருப்பதால் மெழுகு ஆவி எரிந்து சுடர் தெரிகிறது.

5. இப்போது வலைக்கு மேலே எரியும் தீக்குச்சியைக் கொண்டு செல்லுங்கள். வலைக்கு மேலே சுடர் எரியாதபோதும் வலைக்கு மேலே எரியும் தீக்குச்சியைக் கொண்டு சென்றால் மெழுகு ஆவியின் வெப்பநிலை எரி வெப்பநிலைக்கு அதிகமாக இருப்பதால் சுடர் உடனே தீப்பற்றி எரிகிறது.

வலைக்கு மேலே மெழுகு ஆவியின் வெப்ப நிலை குறைவது ஏன்? முக்காலியின் மீது வைக்கப்பட்ட கம்பி வலை இரும்பு உலோகத்தால் செய்யப்பட்டது. இரும்பு நன்றாக வெப்பத்தைக் கடத்தும் ஓர் உலோகம். மெழுகு ஆவி எரிவதால் கிடைக்கும் வெப்பம் கம்பி வலையின் பரப்பில் எல்லாத் திசைகளிலும் வெப்பக் கடத்தல் மூலம் வேகமாகப் பரவுகிறது. கம்பி வலையின் பரப்பு அதிகமாக இருப்பதால் வெப்பக் கதிர்வீச்சு மூலம் சுற்றுப்புறத்துக்கும் வெப்பம் பரவுகிறது. பெரும்பாலான வெப்பம் கம்பி வலையில் கடத்தப்படுவதால் வலைக்கு மேலே மெழுகு ஆவியின் வெப்பநிலை குறைகிறது. இதனால்தான் வலைக்கு மேலே மெழுகுவர்த்திச் சுடர் தெரிவதில்லை.

பயன்பாடு

1815-ம் ஆண்டில் சர் ஹம்பரி டேவி என்ற விஞ்ஞானி உலோகங்களின் வெப்பம் கடத்தும் பண்பைப் பயன்படுத்தி சுரங்கக் காப்பு விளக்கை செய்தார். நிலக்கரி சுரங்கங்களில் ஆபத்தை விளைவிக்கும் தீப்பிடிக்கக்கூடிய எரிவாயு அதிகமுள்ள சூழ்நிலையில் பணியாளர்கள் வேலை செய்வார்கள். காப்பு விளக்கின் உதவியால் சுரங்கத்தின் உள்ளே எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய மீத்தேன் போன்ற வாயுக்களைக் கண்டறிந்து அவர்களுக்கு முன்கூட்டியே டேவி எச்சரிக்கை செய்தார்.

காப்பு விளக்கு சுரங்கத்தில் ஒளி விளக்காகவும் பயன்படுகிறது. காப்பு விளக்கில் உள்ள எண்ணெய் தொட்டியில் ஒரு திரி பொருத்தப்பட்டிருக்கும். திரியைச் சுற்றி உருளை வடிவில் மேற்புறம் மூடப்பட்டு உலோகக் கம்பி வலை அமைக்கப்பட்டிருக்கும். திரியும் வலையும் உருளை வடிவ கண்ணாடி அறைக்குள் இருக்கும். பித்தளை தண்டுகளோடு இணைக்கப்பட்ட கைப்பிடியால் விளக்கை எளிதாகத் தூக்கலாம்.

மெழுகுவர்த்தி திரியைக் காப்பு விளக்கின் திரியாகவும், எரியும் மெழுகுவர்த்தி சுடரைக் காப்பு விளக்குச் சுடராகவும், கம்பி வலையை உருளை வடிவ உலோகக் கம்பி வலையாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள்.

மெழுகுவர்த்தி சுடரில் இரும்புக் கம்பி வலையை வைத்தவுடன் வெப்பம் கம்பி வலையில் கடத்தப்பட்டுக் கம்பி வலைக்கு மேல் வருவதில்லை அல்லவா? அதைப் போலவே காப்பு விளக்கின் திரியிலிருந்து வெளிவரும் வெப்பம், சுற்றியுள்ள உலோகக் கம்பி வலையில் கடத்தப்பட்டு வலைக்கு வெளியே உள்ள எரிவாயுவின் எரிவெப்பநிலைக்குக் குறைக்கப்படுகிறது. இதனால் கம்பி வலைக்கு வெளியே ஏதேனும் தீப்பிடிக்கும் வாயு இருந்தால் அது தீப்பற்றிக்கொள்வதில்லை.

காப்பு விளக்குச் சுடரின் அளவிலும் தோற்றத்திலும் நிறத்திலும் ஏற்படும் மாற்றம் சுரங்கத்தில் எரிவாயு உள்ளதைக் காட்டும். அதிக வலுவுடன் எரிவாயு இருந்தால் உருளை வடிவ வலைக்குள் சுடர் நீல நிறத்தில் எரியும். இவ்வாறு காப்பு விளக்கு, சுரங்கங்களில் ஆபத்துகளிலிருந்து மனிதர்களைக் காக்கிறது.

படங்கள்: அ. சுப்பையா பாண்டியன்

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com