বিজ্ঞান - প্রশ্ন উত্তর

ঝড় এবং শিলাবৃষ্টি সাধারণত বিকাল কিংবা রাতেই ঘটে কারণ এই সময়েই বায়ুমণ্ডলে প্রয়োজনীয় পরিস্থিতি তৈরি হয়।

কারণসমূহ:

• সূর্যের তাপ: দিনের বেলায় সূর্যের তাপ মাটি এবং জলের পৃষ্ঠকে উত্তপ্ত করে। এর ফলে, উত্তপ্ত বাতাস উপরে উঠতে থাকে।
• আর্দ্রতা: দিনের বেলায়, বায়ুমণ্ডলে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়।
• ঠান্ডা বাতাস: বিকালের দিকে, ঠান্ডা বাতাসের স্তর নিচের দিকে নেমে আসতে থাকে।

এই তিনটি বিষয় একত্রিত হলে বায়ুমণ্ডলে অস্থিতিশীলতা তৈরি হয়।

• অস্থিতিশীল বায়ুমণ্ডলে:
  • ঝড়ো হাওয়া তৈরি হয়।
  • মেঘ দ্রুত ঘনীভূত হয়।
  • বৃষ্টিপাতের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়।
  • শিলাবৃষ্টির সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়।

বিকাল এবং রাতের দিকে সূর্যের তাপ কমে আসে, ঠান্ডা বাতাসের প্রভাব বৃদ্ধি পায়, বায়ুমণ্ডলে অস্থিতিশীলতা তৈরি হয়। ফলে, ঝড় এবং শিলাবৃষ্টির সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়।

কিছু ব্যতিক্রম:

• কখনো কখনো ভোরবেলা বা সকালেও ঝড় এবং শিলাবৃষ্টি হতে পারে।
• শীতকালে ঝড় এবং শিলাবৃষ্টি কম হয়।

সনিক বুম বলতে বোঝায় শব্দের বেগের কাছাকাছি বা তার চেয়েও বেশি বেগে চলাচলকারী কোনো বস্তু, যেমন বিমান বা গুলি, যখন বায়ুকে অনেক দ্রুত ঠেলে সরিয়ে দেয় তখন সৃষ্ট ঘাত তরঙ্গ (shock wave) থেকে উৎপন্ন তীব্র শব্দকে। এটি শুনতে অনেকটা বাজ পড়ার শব্দের মতো।

সনিক বুমের কারণ:

যখন কোনো বস্তু শব্দের বেগের চেয়ে বেশি বেগে চলে, তখন বস্তুটির সামনের বায়ু সরে যাওয়ার জন্য সময় পায় না। এর ফলে বস্তুটির চারপাশে শক ওয়েভ তৈরি হয়। এই শক ওয়েভ বায়ুতে দ্রুত গতিতে ছড়িয়ে পড়ে। এই শক ওয়েভ আমাদের কানে পৌঁছালে তখন আমরা সনিক বুম শুনতে পাই।

সনিক বুমের বৈশিষ্ট্য:

• সনিক বুম খুবই তীব্র শব্দ হতে পারে, এর তীব্রতা ২০০ ডেসিবেল ছাড়িয়ে যেতে পারে।
• এটি শুনতে অনেকটা বাজ পড়ার শব্দের মতো।
• সনিক বুম খুবই স্বল্পস্থায়ী হয়, এটি সাধারণত কয়েকশো মিলিসেকেন্ডের জন্য স্থায়ী হয়।
• সনিক বুম শুধুমাত্র তখনই শোনা যায় যখন কোনো বস্তু শব্দের বেগের কাছাকাছি বা শব্দের বেগের চেয়ে বেশি বেগে মুভ করে।

হাইড্রোজেন গ্যাস হিলিয়াম গ্যাসের চেয়ে হালকা হওয়া সত্ত্বেও বেলুনে হাইড্রোজেন গ্যাস ব্যবহার করা হয় না। এর কারণ হলঃ

• হাইড্রোজেন গ্যাস দাহ্য। অক্সিজেন এবং তাপ বা আগুনের সংস্পর্শে এলে এটি সহজেই জ্বলে উঠতে পারে। তাই আগুনের কাছে বা উচ্চ তাপমাত্রার কাছাকাছি বেলুন রাখা হলে বিস্ফোরণের ঝুঁকি থাকে।
• হাইড্রোজেন গ্যাস দীর্ঘস্থায়ী নয়। বাতাসের অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে এটি জলে পরিণত হয়। তাই বেলুনে হাইড্রোজেন এর সাথে বাতাস মিশ্রিত হলে এটি ধীরে ধীরে বেলুনের ভিতরের চাপ কমে নিভে যায়।

হিলিয়াম গ্যাস দাহ্য নয় এবং দীর্ঘস্থায়ী। তাই এটি বেলুনে ব্যবহারের জন্য নিরাপদ এবং কার্যকর।

তাই সবকিছু বিবেচনায় হিলিয়াম হাইড্রোজেন এর তুলনায় দামী হওয়া সত্ত্বেও বাণিজ্যিকভাবে বেলুনে হিলিয়াম গ্যাস ব্যবহার করা হয়।

S.T.P এর পূর্ণরূপ হল Standard Temperature and Pressure। বাংলায় একে প্রমাণ উষ্ণতা/তাপমাত্রা ও চাপ বলা হয়। S.T.P হল এমন একটি মান যাতে গ্যাসের আচরণকে আদর্শ গ্যাসের আচরণের সাথে তুলনা করা যায়।

S.T.P এর মান গুলো হলঃ

• তাপমাত্রাঃ 0°C বা 273.15 K
• চাপঃ 1.01325×10⁵Pa বা 1 atm
• এক মোল গ্যাসের আয়তনঃ 22.414 L

ভূপৃষ্ঠ থেকে উপরের দিকে উঠলে তাপমাত্রা হ্রাস পায় প্রধানত দুটি কারণে:

• বায়ুমণ্ডলের চাপ হ্রাস পায়: উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলের ঘনত্ব এবং চাপ হ্রাস পায়। বায়ুমণ্ডলের চাপ তাপমাত্রার উপর প্রভাব ফেলে। বিশেষ করে বায়ুমণ্ডলের ঘনত্ব কমলে তাপ ধারণ ক্ষমতা কমে যায়। তাছাড়া বায়ুমণ্ডলের চাপ বেশি হলে তাপমাত্রা বেশি থাকে এবং বায়ুমণ্ডলের চাপ কম হলে তাপমাত্রা কম থাকে।
• ভূপৃষ্ঠ থেকে বিকিরিত তাপশক্তির পরিমাণ হ্রাস পায়: ভূপৃষ্ঠ থেকে বিকিরিত তাপশক্তি আকাশের দিকে ছড়িয়ে পড়ে। উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ুর ঘনত্ব কমতে থাকে, ফলে বায়ুতে তাপশক্তির পরিবহন কম হয়। ফলে ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি তাপমাত্রা বেশি থাকে এবং উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে তাপমাত্রা হ্রাস পায়।

ভূপৃষ্ঠ থেকে উপরের দিকে উঠলে তাপমাত্রা হ্রাসের হার সাধারণত ৬.৫° সেলসিয়াস/কিলোমিটার হারে থাকে। তবে, উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলের গঠন পরিবর্তিত হয়। তাই, উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে তাপমাত্রা হ্রাসের হারও পরিবর্তিত হতে পারে।

নন-নিউটনিয়ান ফ্লুইড বলা হয়ে থাকে ওইসব ফ্লুইড / প্রবাহী পদার্থকে যেগুলোর সান্দ্রতা (Viscosity) তার উপর চাপ প্রয়োগের সাথে পরিবর্তিত হয়। এদের নন-নিউটনিয়ান ফ্লুইড বলা হয় কারণ এসব ফ্লুইড নিউটনের সান্দ্রতার সূত্র মেনে চলে না। সান্দ্রতা হলো প্রবাহী পদার্থের একটি গুণ যেটা বর্ণনা করে পদার্থটির প্রবাহের প্রতি প্রতিরোধের পরিমাণ। নিউটনের সন্দ্রতার সূত্র অনুসারে কোনো পদার্থের সান্দ্রতা সব ক্ষেত্রে ধ্রুবক। কিন্তু নন-নিউটনিয়ান পদার্থের ক্ষেত্রে এর সান্দ্রতা এর উপর প্রযুক্ত চাপের সাথে পরিবর্তিত হয়। নিউটনের সন্দ্রতার সূত্র মে না চলার কারণেই এদের নন-নিউটনিয়ান ফ্লুইড বলা হয়।

নন-নিউটনিয়ান ফ্লুইড দুই ধরনের হয়:

• সিউডোপ্লাস্টিক (Pseudoplastic): সিউডোপ্লাস্টিক বলা হচ্ছে সেসকল নন-নিউটনিয়ান ফ্লুইডকে যেগুলোর সন্দ্রতা চাপ প্রয়োগের সাথে কমে অর্থাৎ চাপ প্রয়োগ করলে সহজে প্রবাহিত হয়।
• ডাইলাট্যান্ট (Dilatant): ডাইলাট্যান্ট বলা হচ্ছে সেসকল নন-নিউটনিয়ান ফ্লুইডকে যেগুলোর সন্দ্রতা চাপ প্রয়োগের সাথে বাড়তে থাকে অর্থাৎ চাপ প্রয়োগ করলে যেগুলোর প্রবাহ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

ইনফ্রারেড থার্মোমিটার: একটি নন-কন্টাক্ট থার্মোমিটার, এটি এমন একটি ডিভাইস যা কোনো বস্তুকে স্পর্শ না করেই তার পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে। ইনফ্রারেড থার্মোমিটার কোনো বস্তু থেকে নির্গত ইনফ্রারেড রেডিয়েশন এর পরিমাণ সনাক্ত করার মাধ্যমে তার পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করে। ইনফ্রারেড রেডিয়েশন মূলত একধরনের ইলেক্ট্রোম্যাগেটিক রেডিয়েশন যা আমাদের চোখে ধরা পড়ে না।

ইনফ্রারেড থার্মোমিটারে থার্মোপাইল নামক একটি বিশেষ সেন্সর থাকে যেটা ইনফ্রারেড রেডিয়েশন সনাক্ত করতে পারে। যোখন ইনফ্রারেড রেডিয়েশন থার্মোপাইলে আঘাত করে তখন থার্মপাইল এই রেডিয়েশন শোষণ করে একটি ছোট্ট বৈদ্যুতিক সিগন্যালে রূপান্তর করে। এরপর এই সিগন্যালকে অ্যাম্পলিফাই করে তাপমাত্রা রিডিং হিসেবে ডিসপ্লেতে প্রদর্শন করা হয়।

ইনফ্রারেড থার্মোমিটার কতোটা নিখুঁত রিডিং প্রদান করবে সেটা কিছু ফ্যাক্টর এর উপর নির্ভর করে, যেমন:

• থার্মোমিটার এবং বস্তুর দুরত্ব
  
• চারপাশের পরিবেশের অবস্থা
• সেন্সর এর ধরন ইত্যাদি।