ভার ঝোলানো তার বরফ কেটে নামে, অথচ বরফ ভাঙে না কেন?
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
বরফকলের এক টুকরো বরফের উপর দিয়ে সরু তার ঝুলিয়ে দুপাশে ১০ kg করে ভার বাঁধা হলো। কিছুক্ষণ পর দেখা গেল তার বরফের ভেতর দিয়ে নেমে নিচ দিয়ে বেরিয়ে গেছে, কিন্তু বরফটা আস্ত একটাই রয়ে গেছে। তানিয়া বলল, ঘর্ষণে তার গরম হয়ে বরফ গলিয়েছে। আসলে কী ঘটে?
তার বরফ কেটে নামে কীভাবে?
- তারের নিচে প্রচণ্ড চাপে বরফের গলনাঙ্ক ০ °C-এর নিচে নেমে যায়, বরফ গলে, তার নামে; উপরে চাপ সরে গেলে পানি আবার জমে যায়
- ঘর্ষণে তার গরম হয়ে বরফ গলায়
- ছুরির মতো তার বরফ কেটে ফেলে, গলে না
- চাপে গলনাঙ্ক বাড়ে, তাই বরফ আরও শক্ত হয়ে তারকে ঠেলে নামায়
যা বদলাতে পারবে
- ঝোলানো ভার: ০ থেকে ৪০ kg
- তারের ব্যাস: ০.১ থেকে ৩ mm
- বরফের তাপমাত্রা: −২ থেকে ০ °C
যা মেপে দেখাবে
- তারের নিচে চাপ (atm)
- সেখানে বরফের গলনাঙ্ক (°C)
- তার বরফ কেটে নামে?
চালানোর সময় খেয়াল করো
- বরফের তাপমাত্রা −১ °C করো। তার কি এখনও নামে? তারকে সরু করলে বা ভার বাড়ালে কী হয়?
নিজে করে দেখো
- −০.৫ °C তাপমাত্রার বরফের ভেতর দিয়ে তার নামাও।
ইঙ্গিত
গলনাঙ্ক −০.৫ °C-এর নিচে নামাতে প্রায় ৭০ বায়ুমণ্ডল চাপ লাগে। ভার বাড়াও বা তার সরু করো।
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
চাপের প্রভাবে গলনাঙ্কের পরিবর্তন ও পুনঃশিলীভবন
বরফ গলে পানি হলে আয়তন কমে, তাই চাপ বাড়ালে বরফের গলনাঙ্ক কমে: প্রতি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে প্রায় ০.০০৭৪ °C। সরু তারের নিচে ক্ষেত্রফল খুব ছোট বলে চাপ বিশাল, এখানে প্রায় ৪০ বায়ুমণ্ডল, ফলে সেখানে গলনাঙ্ক প্রায় −০.৩ °C। ০ °C-এর বরফ এই তাপমাত্রায় গলে যায়, তার নামে, আর তারের উপরে চাপ সরে যেতেই পানি আবার জমে বরফ হয়। গলতে যে সুপ্ততাপ লাগে, তা উপরের পানি জমার সময় ছাড়া সুপ্ততাপ থেকে তারের মাধ্যমে আসে। একে পুনঃশিলীভবন বলে। বরফ যদি −১ °C হয়, এই চাপে গলনাঙ্ক যথেষ্ট নামে না, তার আটকে থাকে। স্কেটিং বা দুটি বরফখণ্ড চেপে জোড়া লাগানোয়ও এই নীতি কাজ করে।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
তার ঘর্ষণে গরম হয় না; চাপই গলনাঙ্ক নামিয়ে বরফ গলায়। সেজন্যই বরফ আরও ঠান্ডা (−১ °C) হলে তার আটকে যায়।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- তারের ঘর্ষণের তাপে বরফ গলে
- তার ছুরির মতো বরফ কাটে, গলানোর দরকার হয় না
- চাপ বাড়লে বরফের গলনাঙ্ক বাড়ে
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- আইস স্কেটের সরু ফলকের নিচে চাপে বরফ গলে পাতলা পানির স্তর হয়, তাই স্কেট সহজে পিছলে চলে।