বায়ুমণ্ডলের চাপ

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হলো আমাদের ওপরের বাতাসের স্তম্ভের ওজনের কারণে সৃষ্ট চাপ। বায়ুর ওজন নিচের দিকে কাজ করলেও কোনো স্থানে বায়ুচাপ সব দিকে সমান। শরীরের ভেতরের চাপ বাইরের চাপের সঙ্গে ভারসাম্য রাখে বলে আমরা সাধারণত এই বিশাল চাপ আলাদাভাবে অনুভব করি না। প্রমাণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ $1\,\mathrm{atm}=101325\,\mathrm{Pa}$, অর্থাৎ প্রায় $10^5\,\mathrm{Pa}$; বাস্তব বায়ুচাপ স্থান ও আবহাওয়া অনুযায়ী বদলায়।

একটি পাতলা বন্ধ কৌটার ভেতরের বাতাস সরিয়ে নিলে বাইরের চাপের প্রতিরোধ কমে যায়। তখন কৌটা চারদিক থেকে দুমড়ে যেতে পারে। দোকানে স্ট্র দিয়ে শরবত খাওয়ার সময়ও বায়ুচাপ কাজ করে। চুমুক দিলে স্ট্রের ভেতরের চাপ কমে; পানীয়ের খোলা পৃষ্ঠে বাইরের বাতাস চাপ দিয়ে পানীয়কে স্ট্র বেয়ে ওপরে তোলে।

বায়ুচাপ মাপার যন্ত্রকে ব্যারোমিটার বলে। টরিসেলির পরীক্ষায় এক মুখ বন্ধ কাচের নল পারদে পূর্ণ করে পারদের পাত্রে উল্টো রাখা হয়। কিছু পারদ নেমে গেলে নলের বন্ধ প্রান্তে প্রায় শূন্যস্থান তৈরি হয়। বাইরের বাতাস পাত্রের পারদে চাপ দেয় এবং সেই চাপ নলের নিচে সঞ্চালিত হয়।

ভারসাম্যে বায়ুচাপ পারদ স্তম্ভের চাপের সমান: $P=h\rho g$। এখানে $P$ বায়ুচাপ, একক Pa; $h$ পাত্রের পারদপৃষ্ঠ থেকে নলের পারদপৃষ্ঠের উল্লম্ব উচ্চতা, একক m; $\rho$ পারদের ঘনত্ব, একক $\mathrm{kg\,m^{-3}}$; এবং $g$ অভিকর্ষজ ত্বরণ, একক $\mathrm{m\,s^{-2}}$।

ধরা যাক, পারদ স্তম্ভের উচ্চতা 75 cm।

• উচ্চতা নিই $h=0.75\,\mathrm{m}$; পারদের ঘনত্ব $\rho=13600\,\mathrm{kg\,m^{-3}}$ এবং $g=9.8\,\mathrm{m\,s^{-2}}$।
• হিসাব করি: $P=0.75\times13600\times9.8=99960\,\mathrm{Pa}$।

প্রমাণ বায়ুচাপে পারদের উচ্চতা প্রায় 76 cm হয়। পারদের ঘনত্ব পানির প্রায় 13.6 গুণ বলে একই চাপের জন্য পানির স্তম্ভ প্রায় 10.3 m দরকার; তাই পারদে যন্ত্রটি ছোট হয়। চাপ বাড়লে স্তম্ভ ওঠে, কমলে নামে।

সাধারণ ভুল হলো 76 cm-কে সব সময়ের স্থির মান ভাবা কিংবা বাঁকা নলের দৈর্ঘ্যকে উচ্চতা ধরা। দরকার দুই পারদপৃষ্ঠের উল্লম্ব ব্যবধান।

মনে রাখো: ব্যারোমিটারে তরল স্তম্ভের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের ভারসাম্য করে।