அறிவியல் துளிகள்

This entry is part of 13 in the series 20010101_Issue

டாக்டர் இரா விஜயராகவன்


ஒரே நிலையில் நாம் கைகளையோ அல்லது கால்களையோ வைத்துக் கொண்டிருந்தால் சிறிது நேரம் கழித்து அவை மரத்துப் போவது ஏன் ?

நாம் நமது கைகளையோ அல்லது கால்களையோ சிறிது நேரம் ஒரே நிலையில், குறிப்பாக எதன் மீதாவது அழுத்திய நிலயில் – வைத்துக்கொண்டிருந்தால், அப்பகுதி மரத்துப்போவது உண்மையே. இதற்குக் காரணம் என்னெவென்றால், அவ்வாறு நீண்ட நேரம் அழுத்தப்பெறும் குறிப்பிட்ட அப்பகுதியில் ரத்த ஓட்டம் தடைப்பட்டு, நரம்புகள் செயற்பாட்டைத் தற்காலிமாக இழந்து விடுகின்றன. இதன் விளைவாக தொடு உணர்ச்சி இழக்கப்பெற்று மரத்துப்போகும் நிலை அப்பகுதிகளில் உண்டாகிறது. இத்தகைய நிலை தற்காலிகமானதுதான். அப்பகுதிகளில் அழுத்தம் நீங்கப்பெற்றவுடன், அதாவது கை கால்களை இயல்பு நிலைக்குக் கொண்டுவந்தவுடன், ரத்த ஓட்டம் சீரடைந்து சிறிது நேரத்தில் சாதாரண உணர்வைப் பெறமுடிகிறது.


பிஸ்கட் சூடான பாலை விநை¢து உறிஞ்சுவதும், குளிர்ந்த பாலை அவ்வாறின்றி மெதுவாக உறிஞ்சுவதும் ஏன் ?

அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கிடையே கவர்ச்சி விசையினாலுண்டாகும் பிணைப்பை வேண்டர் வால் (Vander Wall ‘s) பிணைப்பு என்பர். பிஸ்கட்டைப் பொறுத்த வரையில் அதன் துகள்களுக்கிடையே (particles) நிலவும் மேற்கூறிய அப்பிணைப்பு வலிமை குன்றியதாக உள்ளது. இதனால் பிஸ்கட் மென்மையாக இருப்பதுடன் எளிதில் தூளாகியும் விடுகிறது. அடுத்து பிஸ்கட் தண்ணீரை எளிதில் உறிஞ்சி விடுவதைக் காணலாம். இதற்குக் காரணம் அதன் துகள்களுக்கிடையேயுள்ள வேண்டர் வால் பிணைப்பு தண்ணீரின் தொடர்பால் சிதைக்கப்பெற்று மிகவும் மிருதுத் தன்மை அடைந்துவிடுவதேயாகும்.பாலைப் பொறுத்தவரை, அது தண்ணீர் மற்றும் பாகுத்தன்மை (viscous) கொண்ட புரதம், கொழுப்பு ஆகியவற்றின் கலவையாகும். பிஸ்கட்டைப் பாலில் தோய்த்தவுடன், அதிலுள்ள தண்ணீர் ஏற்கனவே குறிப்பிட்டவாறு பிஸ்கட் துகள்களுடன் வினைபுரிந்து பிஸ்கட்டை மிருதுத்தன்மை அடையச்செய்துவிடும். மேலும் சூடான பாலில் புரதம் கொழுப்பு ஆகியவற்றின் பாகுத்தன்மை மிகவும் குறைந்து போய்விடுகிறது. பிஸ்கட் சூடானஅந்நிலையில் சூடான பால் மிகவும் விரைந்து பிஸ்கட் துகள்களுக்கிடையே பரவுகிறது. இதன் காரணமாக பாலை விரைந்து உறிஞ்சிக்கொள்கிறது. இவ்விரைவுத்தன்மை ஆறிய பாலில் இல்லாமல் இருப்பதற்குக் காரணம் அதிலுள்ள பாகுத்தன்மை குறைவின்றி இயல்பு நிலையில் இருப்பதேயாகும்.


பம்பைப் (pump) பயன்படுத்தி மிதிவண்டிச் சக்கரத்திற்குக் காற்றடிக்கும்போது, பம்ப் குழாய் சூடாவது ஏன் ?

அடிப்படையில் பம்ப் என்பது காற்றை அழுத்துவதற்குப் பயன்படும் ஒரு சாதனம். மிதிவண்டிச் சக்கரத்திற்குக் காற்றை ஏற்றும்போது பம்பின் நடுப்பகுதியில் உள்ள தண்டானது(rod) மேலும் கீழும் மாறி மாறி விரைந்து செல்வதைக் காண்கிறோம்; கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது காற்று அதிகமான அழுத்ததிற்கு உட்பட்டு அதன் வெப்பநிலை (temperarure) மிகுதியாகிறது. மேலும் பம்ப் விரைந்து செயல்படுவதால் காற்றில் அழுத்தம் மிகுதியாக ஏற்பட்டு கூடுதல் வெப்பமும் உண்டாகிறது. இவ்வாறு விரைவாக உற்பத்தியாகும் வெப்பம் அதற்கு ஏற்ற வகையில் விரைந்து வெளியேற முடிவதில்லை. இதன் விளைவாக பம்பின் வெளிப்புறப் பகுதிக்கு வெப்பம் பரவி குழாய் சூடாகிறது.


மோட்டார் சைக்கிளில் உள்ள சக்கரங்களில் ஆரைக் கம்பிகள் (spokes) இருப்பதும் ஸ்கூட்டர் சக்கரங்களில் அவை இல்லாமல் இருப்பதும் ஏன் ?

மோட்டர் சைக்கிள் மற்றும் ஸ்கூட்டர் ஆகியவற்றின் சக்கரங்களில் ஒன்றில் ஆரைக்கம்பிகள் இருப்பதற்கும் மற்றவற்றில் அவை இல்லாமல் இருப்பதற்கும் பெரிய அறிவியல் காரணம் ஏதுமில்லை. மோட்டார் சைக்கிளின் சக்கரங்கள், ஸ்கூட்டர் சக்கரங்களை விட அளவில் அதாவது விட்டத்தில் பெரியவை; எனவே மோட்டார் சைக்கிளின் சக்கரங்களைக் கம்பிகளின்றி திண்ணிய (solid) பொருளாக அமைத்தால் எடை மிகுதியாகி அவற்றை விரைந்து செலுத்துவதற்கு கூடுதல் ஆற்றல் தேவைப்படும். மாறாக ஸ்கூட்டர் சக்கரங்கள் சிறியவை; எனவே முழுமையான திண்ம நிலையிலும் அவற்றின் எடை மிகுதியாவதில்லை. அதே நேரத்தில் கம்பிகளுடன் கூடிய சக்கரங்கள் விபத்து அல்லது வேறு காரணங்களால் எளிதில் தமது சீரான வட்ட வடிவத்தை இழந்து விடும் வாய்ப்பு உண்டு. எனவே எடை மிகுதி என்ற ஒரு குறையைத் தவிர்த்துப் பார்த்தால் கம்பிகளின்றி ஒரே திண்மத் தன்மையுடன் கூடிய சக்கரங்களைப் பயன் படுத்துவது சிறந்தது எனலாம். தற்போது பந்தைய மோட்டார் சைக்கிள்களில் கார்பன் இழைக்கலவையுடன் கூடிய பொருளைக் கொண்டு செய்யப்பட்ட, எடை குறைந்த, ஆரைக்கம்பிகளற்ற, திண்மமான பெரிய சக்கரங்களைப் பயன் படுத்துவதைக் காணலாம்.


சோடா போன்ற மென்பானங்களில் (soft drinks) சிறிதளவு உப்பைச் சேர்த்தவுடன், அவை நுரையுடன் வெளியே பொங்கிவழிவது ஏன் ?

மென்பானம் என்பது கரிமவாக்கம் (carbonated) செய்யப்பட்ட, மணம்/நெடி சேர்ந்த வெறும் தண்ணீர்தான். அதாவது தண்ணீர் எந்த அளவு கரியமில வாயுவை (carbon-di-oxide) ஏற்றுக் கொள்ளுமோ அதைவிடக் கூடுதலான வாயுவை மீவுயர் (supersaturated)அழுத்தத்தில் கலந்து உண்டாக்கப்பட்டவையே இத்தகைய மென்பானங்களாகும். இவை மிக உயர்ந்த அழுத்தத்திலும், குறைந்த வெப்ப நிலையிலும் (temperature) தயாரிக்கப்படுகின்றன. அப்போது வாயுவுக்கும் தண்ணீருக்கும் இடையே ஒரு வகைச் சமநிலை (equilibrium) உருவாகிறது. பானம் நிரம்பியுள்ள கொள்கலனின் மூடியைத் திறக்கும்போது அழுத்தம் குறைந்து மேற்கூறிய சமனிலை பாதிக்கப்படுகிறது. இதனால் கூடுதலாக அடைக்கப்பட்டிருக்கும் வாயுவானது குமிழ்களாக வெளியேறத் துவங்குகிறது. அந்நிலையில் பானத்தில் சுற்றுப்புற அழுத்தத்திற்கும், வெப்ப நிலைக்கும் ஏற்ற வகையில் புதிய சமநிலை உருவாகும். அப்போது உப்பைச் சேர்த்தால் சமனிலை மீண்டும் பாதிக்கப்பட்டு மீவுயர் அழுத்தத்தில் அடைக்கப்பட்ட வாயுவானது நுரைத்துக்கொண்டு குமிழ்களாக வெளியேறுகின்றது. சேர்க்கப்படும் உப்பின் அளவுக்கேற்ப இந்நிகழ்ச்சி விரைந்தும் தீவிரமாகவும் நடைபெறும். கூடுதல் வாயு வெளியேறும் வரை இந்நிகழ்ச்சி தொடரும். பானம் நிரம்பிய கொள்கலனைத் திறக்காமலே, சற்று வேகமாக ஆட்டினால் கூட சமநிலை பாதிக்கப்பட்டு பானத்தில் நுரையுடன் கூடிய குமிழ்கள் உண்டாவதைக் காணலாம்.


குளிர் காலக் காலை நேரங்களில் மோட்டார் கார்களை ஓட்டத்துவக்குவதற்கு சிரமப்பட வேண்டியிருப்பது ஏன் ?

மோட்டார் கார் போன்ற தானியங்கிகள்(automobiles) ஓடுவதற்கு, உள் எரிப் பொறிகள் (internal combustion engines) இன்றியமையதவை. இப்பொறியில் உள்ள மூடிய கொள்கலனுள் (chamber) பெட்ரோல், டாசல் போன்ற எரி பொருளும் காற்றும் கலந்த கலவையானது மிகுந்த அழுத்தத்தில் வெடிப்பொலியுடன் பற்றவைத்து எரியூட்டப்படுகிறது. இதனால் உள்ளேயிருக்கும் உந்துதண்டானது (piston) கீழே தள்ளப்படும். இந்த நிகழ்ச்சி தொடர்ச்சியாக பல கொள்கலன்களுள் நடைபெறுகிறது. இதன் காரணமாக அங்குள்ள சுழல் தண்டானது(shaft) சுழல்வதுடன், அதனுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் சக்கரங்களும் சுழல ஆரம்பித்து, அதனால் காரும் ஓடத்துவங்குகிறது. எரிபொருளும் காற்றும் கலந்த கலவையானது எரியூடப்படுவதற்குப் பல காரணங்களிருப்பினும் அவற்றுள் வெப்பநிலை முக்கியமான ஒன்றாகும். குளிர்காலக் காலைப்பொழுதில் காரின் எஞ்சின் பகுதி மிகவும் குளிர்ச்சியாக இருப்பதால் உள்ளே எரிபொருளைப் பற்றவைப்பதற்குத் தேவையான வெப்பநிலையை அடையச் சிறிது நேரம் தேவைப்படுகிறது. இதன் காரணமாக காரை ஓட்டத்துவங்குவதற்குச் சற்று சிரமப் படவேண்டியுள்ளது. இந்நிலை குளிர்ப்பகுதிகளில் மிகச் சாதாரணமாகக் காணக்கூடியதாகும். மிகவும் குளிர்ந்த பகுதிகளில் இந்நிலையைச் சமாளிக்கும் பொருட்டு குறைந்த வெப்பநிலையில் எரியூட்டப்படக்கூடிய ஹைட்ரோகார்பன் சேர்ந்த பெட்ரோலைப் பயன் படுத்தி குறைவான வெப்பநிலையில் காரை ஓடத்துவங்கும்படிச் செய்கின்றனர்.


பச்சிளங்குழந்தைகள் கைசூப்பும் பழக்கத்தைக் கொண்டிருப்பதேன் ?

இப்பழக்கம் இளங்குழந்தைகளுக்கு இயற்கையாகவே வருவதாகும். குழந்தைகள் பிறந்தவுடனே தாய்ப்பால் அருந்துகின்றன; பின்னர் புட்டிப்பால் குடிக்கின்றன. அப்போது வாயினால் பாலை உறிஞ்சிக் குடிக்கும்போதும், தொடர்ந்து அவ்வப்போது கை விரல்களைச் சூப்பும் போதும் இப்பழக்கம் குழந்தைகளுக்கு வந்துவிடுகிறதெனலாம். மேலும் கைவைிரல்களைச் சூப்புவதால் குழந்தைகளுக்கு ஒருவகைப் பாதுகாப்பு உணர்வு உண்டாவதாகக் கருதப்படுகிறது. மருத்துவ வல்லுனர்கள் கருத்துப்படி, குழந்தைகளின் இப்பழக்கத்தைப் பற்றி அநாவசியமான கவலை கொள்ளத்தேவையில்லை. அச்சம், கவலை, துக்கம் ஆகியவை காரணமாக பெரிய சிறுவர்களும் அவ்வப்போது கைசூப்புவதுண்டு. இதற்குக் காரணம் இப்பழக்கத்தினால் அவர்கட்கு ஒருவகை உணர்வுபூர்வமான ஆதரவும் பாதுகாப்பும் கிடைக்கின்றன. இருப்பினும் வளர்ந்த குழந்தைகள் இப்பழக்கத்தை மேற்கொள்ளும்போது அதனைக் கண்டிப்பாகத் தடுத்திட வேண்டும்.


உலர்ந்த மணற்பகுதியை விட, ஈரமான மணற்பகுதியில் எளிதாக நடக்க முடிவது ஏன் ?

எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளின் மூலக்கூறுகட்கிடையேயும் ஒரு வகையான கவர்ச்சி விசை நிலவுகிறது. இவ்விசையினை பிணைப்பு விசை (cohesive force) என்பர். ஆனால் இருவேறு பொருள்கள் ஒன்றோடொன்று சேரும்போது, அவற்றின் மூலக்கூறுகட்கிடையேயும் ஒரு வகையான கவர்ச்சி விசை உண்டாகிறது. அதனை ஒட்டுவிசை (adhesive force) எனக்கூறுவர். மணலும் தண்ணீரும் கலந்த ஈரமணலின் மூலக்கூறுகட்கிடையே உண்டாகும் ஒட்டுவிசையானது, உலர்ந்த மணலின் மூலக்கூறுகட்கிடையே நிலவும் பிணைப்பு விசையைவிட மிகவும் வலிமையானதாகும். தண்ணீரும் மணலும் கலந்த கலவையின் மூலக்கூறுகட்கிடையே உண்டாகும் இத்தகைய வலிமையான ஒட்டு விசையின் காரணமாக ஈர மணற்பரப்பில் போதுமான கெட்டித்தன்மை ஏற்பட்டு அதன் மீது எளிதாக ஓடவும், நடக்கவும் முடிகிறது. ஆனால் உலர்ந்த மணலின் மூலக்கூறுகட்கிடையே நிலவும் பிணைப்பு விசையானது மணலின் துகள்களை ஒன்றோடொன்று இறுக்கமாக ஒட்டவைப்பதற்குப் போதுமானதாக இல்லாத காரணத்தால் மணற்பரப்பானது கெட்டித்தன்மை குறைந்து தளர்ச்சியாக இருக்கும். இந்நிலையில் யாரேனும் நடந்தால், உடலழுத்தம் காரணமாக அவரது கால்கள் உலர்மணலில் ஆழமாகப் பதிந்து, மணற்பரப்பில் எளிதாக நடக்க இயலாமற்போகிறது.


விறகுக் கரியை எரிக்கும்போது உண்டாகும் புகையைவிட, விறகை எரிக்கும்போது

உண்டாகும் புகை மிகுதியாக இருப்பது ஏன் ?

சாம்பல், ஆவியாகும் பிசுபிசுப்பான எண்ணெய் போன்ற நீர்மப் பொருள் அல்லது கரிமப் பொருள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய சூடான, இலேசான கர்பன் – டை-ஆக்சைடு தான் புகை எனப்படுகிறது. மேற்கூறிய பொருட்களில் ஒளிச்சிதறல் ஏற்படுவதாலும், பொதுவாகக் கார்பன் – டை – ஆக்சைடில் ஒளி ஊடுருவ முடிவதாலும் புகையின் தோற்றத்தை நாம் காண இயலுகிறது. சாதாரணமாக எரிபொருள் ஒன்று முழுமையாக எரிந்து விட்டால் கார்பன் – டை – ஆக்சைடும், நீராவியும்தான் வெளிப்படும். எரிவதற்குப் போதுமான வெப்பம் அல்லது தேவையான அளவு உயிர்வளி (oxygen) இல்லாமையால் சில நேரங்களில் எரிபொருட்கள் முழுமையாக எரிவதில்லை. இவ்வாறு அரை குறையாக எரிந்த எரிபொருட்கள் கார்பன் – டை – ஆக்சைடுடன் சேர்ந்து புகையாக மாறுகிறது. விறகில் கலந்துள்ள செல்லுலோஸ் எனப்படும் மாவிய இழைகள், மெழுகு, ஆவியாகும் தைலப்பொருட்கள் ஆகியன முன்பு சொன்ன காரணங்களால் முழுமையாக எரியாமற் போவதுண்டு. அப்போது அவை புகையாக வெளிப்படும். விறகுக் கரி மேற்கூறிய பொருட்கள் எதுவும் இல்லாத முழுமையான கரிமப் பொருளாகும். எனவே இதனை எரிக்கும்போது அதிகப் புகை உண்டாவதில்லை.


வண்ணத் தூரிகையின் (paint brush) இழைகள் நீருக்கு வெளியே ஒன்றோடொன்று

ஒட்டிக்கொண்டும், நீரினுள் ஒன்றோடொன்று ஒட்டமல் பிரிந்தும் இருப்பதும் ஏன் ?

வண்ணத்தூரிகையிலுள்ள இழைகளின் அடர்த்தியும் (density), நீரின் அடர்த்தியும் ஏறக்குறைய சமமாகும். எனவே தூரிகையை நீரினுள் வைத்திருக்கும்போது நீரின் மிதப்பாற்றல் (buyoncy) காரணமாக தூரிகையின் இழைகள் மேலெழும்புகின்றன. இதன் விளைவாக இழைகள் தனித்தனியே பிரிந்து நிற்கும். தண்ணீரால் நனைக்கப்பெற்ற நிலையில், தூரிகையை நீருக்கு வெளியே எடுக்கும்போது இழைகளின் மூலக்கூறுகளுக்கும் (molecules) தண்ணீரின் மூலக்கூறுகளுக்கும் இடையே உண்டாகும் ஒட்டுவிசையின் (cohesive force) காரணமாக இழைகள் ஒன்றோடொன்று ஒட்டிக்கொண்டு பிரியாமல் இருக்கும்.


பருக்கள் உடலின் பிற பகுதிகளில் வராமல், முகத்தில் மட்டுமே மிகுதியாக வருவது ஏன் ?

முகத்தின் தோற்பரப்பில் சிவந்த நிறத்தில் தோன்றும் மிகச் சிறு கட்டிகளை முகப்பரு என்கிறோம். இப்பருக்களுள் சீழ்த்துளிகளும் (pus) இருக்கும். பெரும்பாலும் 13 முதல் 20 வயதுவரை உள்ள இளைஞர்கட்கே முகப்பரு மிகுதியாக வருகிறது. இதற்குப் பல காரணங்கள் உள. பருவ முதிற்சியினால் தோற்சுரப்பிகளில் எண்ணெய்ப் பிசுப்புடைய ஒருவகைக் லொழுப்புப் பொருள் மிகுதியாகச் சுரக்கிறது. இது தோற்பரப்பின் மிக நுண்ணிய துளைகள் வழியே வெளியேறும்போது தோலின் அடிப்புறமுள்ள திசுக்கள் (tissues) சிவந்து வீங்கி பருக்களாகக் காட்சியளிக்கின்றன. பாக்டாரியா எனப்படும் நுண்ணுயிரிகளினால் விளையும் தொற்றல் (infection) காரணமாகவும் நமைச்சல் ஏற்பட்டு மேற்கூறிய பிசுபிசுப்பான கொழுப்பு எண்ணெய் சீழாக மாறி சிவந்து பருக்களாவதுண்டு. ஊட்டமான உணவு உட்கொள்ளமை, கவலைப்படுதல், நல்ல காற்றோட்டமில்லாத அசுத்தமான சூழலில் வசித்தல் ஆகிவையும் பருக்கள் தோன்றக் காரணம் எனலாம். உடற்பகுதியிலேயே முகம்தான் நுட்பமான உணர்ச்சிகளுக்கும், தூண்டல்களுக்கும் உட்படும் பகுதியாகும். எனவேதான் பருக்கள் அதிகமாக முகத்தில் தோன்றுகின்றன. பருக்கள் மேலும் பரவாமல் தடுக்க நல்ல நீரையும், சோப்பையும் பயன்படுத்தி அவ்வப்போது முகத்தைக் கழுவி தூய்மையான துண்டினால் துடைக்க வேண்டும்.


புதைமணற்பரப்பில் எடைகூடிய பொருட்கள் புதையுண்டு போவதும் சாதாரண மணற்பரப்பில்

அவ்வாறு நிகழாததும் ஏன் ?

மணல் துகள்களுக்கிடையே நிலவும் பிணைப்பு விசையினால் (cohesive force) உண்டாகும் உராய்வின் (friction) காரணமாக எடைகூடிய பொருட்கள் கீழ்ப்புறம் செல்வது தவிர்க்கப்படுகிரது. ஆனால் புதைமணல் என்பது மணல்துகள்களும் ஏராளமான நீரும் கலந்த ஒரு கலவை. மணலுடன் கலந்துள்ள தண்ணீரின் மூலக்கூறுகள் மணல் துகள்களுக்கிடையே நிலவும் மேற்கூறிய உராய்வைக் குறைத்துவிடுகிறது. எனவே இத்தகைய உதிர்மணற்பரப்பில் எடை கூடிய பொருட்கள் கீழே செல்வதற்கு எவ்விதத் தடையும் உண்டாவதில்லை. இதனால் கனமான பொருட்கள் புதைமணலில் எளிதாகப் புதையுண்டு போகின்றன.

***

டாக்டர் இரா விஜயராகவன், மண்டலக் கல்வியியல் கல்லூரி, மைசூர் 570006, இந்தியா

Series Navigation