अदृश्य “वायुदाब” को प्रयोग से दिखाएँ! वैक्यूम केस से जानिए हवा के रहस्य (ब्रेड केस का उपयोग)
मैं हूँ केन कुवाको, आपका साइंस ट्रेनर। मेरे लिए हर दिन एक नया प्रयोग है!
क्या आपने कभी सुना है कि जब आप चिप्स का पैकेट लेकर किसी ऊँचे पहाड़ पर चढ़ते हैं, तो वह गुब्बारे की तरह फूल जाता है? जैसे अभी फट ही जाएगा! असल में, यह सब हमारी “हवा की ताकत (यानी वायुमंडलीय दबाव)” का कमाल है, जिसे हम आम तौर पर महसूस ही नहीं करते।
जैसे मछलियाँ पानी का वज़न महसूस नहीं करतीं, वैसे ही हम भी हवा के वज़न (दबाव) को महसूस किए बिना जीते हैं। लेकिन यह ताकत सच में मौजूद है। आज, हम एक मज़ेदार एक्सपेरिमेंट करेंगे जो इस “अदृश्य ताकत” को दिखाएगा और यह राज़ खोलेगा कि पहाड़ों पर चिप्स के पैकेट क्यों फूल जाते हैं।
चलिए, ज़मीन पर ही “ऊँचाई” का माहौल बनाते हैं!
यह तरीका मुझे मेरे साथी K-सेंसई (शिक्षक) ने बताया। इसके लिए हमने इस्तेमाल किया… घर में इस्तेमाल होने वाला एक “वैक्यूम ब्रेड केस“! यूँ तो यह ब्रेड को नमी से बचाने के लिए होता है, लेकिन साइंस एक्सपेरिमेंट के लिए यह एकदम सही चीज़ है। यह Amazon पर भी मिल गया।
इस कंटेनर और पंप का इस्तेमाल करके, हम अंदर की हवा को बाहर निकालेंगे और एक “पतली हवा वाली जगह (यानी कम दबाव वाली स्थिति)” तैयार करेंगे। सीधे शब्दों में कहें तो, हम ज़मीन पर ही ऊँचे पहाड़ या यूँ कहें कि अंतरिक्ष जैसी स्थिति बना देंगे।
आइए, “हवा के” इस अनदेखे “वज़न” को देखें
सबसे पहले, हमने इस केस में एक “अनेरॉइड बैरोमीटर” (Aneroid Barometer) रखा और पंप से हवा बाहर निकालनी शुरू की।
अनेरॉइड बैरोमीटर
वायुमंडलीय दबाव, जैसा कि नाम से ही ज़ाहिर है, “हवा का दबाव” होता है। यह हमारे सिर के ऊपर से लेकर अंतरिक्ष की सीमा तक फैले “हवा के खंभे का वज़न” है, जो हमें लगातार नीचे की ओर दबाता रहता है।
जैसे ही हमने एक्सपेरिमेंट शुरू किया और केस से हवा बाहर निकाली… बैरोमीटर की सुई तेज़ी से नीचे गिरने लगी!
जैसे-जैसे केस के अंदर हवा की मात्रा कम होती है, ज़ाहिर है, उसका “वज़न” भी कम होता जाता है। यह आँखों से तो नहीं दिखता, लेकिन सुई को हिलते हुए देखकर यह साफ महसूस होता है कि “वाकई हवा कम हो रही है और दबाव घट रहा है।” यह एक बहुत ही दिलचस्प पल होता है।
चिप्स के पैकेट क्यों फूलते हैं? ~ हवा की “धक्का-मुक्की” ~
इसके बाद, बारी आई आज के असली हीरो की! हमने एक पैकेट वाला स्नैक (जैसे एक कुकी का पैकेट) वैक्यूम केस में रखा और ठीक वैसे ही दबाव कम किया।
हवा निकालने से पहले
हवा निकालने के बाद
और फिर… पैकेट एकदम टाइट होकर फूलने लगा! बिल्कुल गुब्बारे की तरह। तो सवाल है, ऐसा क्यों होता है?
आम तौर पर, ज़मीन पर (1 वायुमंडलीय दबाव में), चिप्स का पैकेट संतुलन में रहता है। क्योंकि “पैकेट के अंदर की हवा का बाहर की ओर धकेलने वाला बल” और “बाहर की हवा (वायुमंडलीय दबाव) का पैकेट को अंदर की ओर दबाने वाला बल”, दोनों बराबर होते हैं। आप इसे रस्साकशी (tug-of-war) की तरह समझ सकते हैं, जहाँ दोनों तरफ बराबर ताकत है।
लेकिन, जब हम वैक्यूम केस से बाहर की हवा निकालते हैं, तो बाहर से दबाने वाली ताकत (वायुमंडलीय दबाव) अचानक बहुत कम हो जाती है। तो फिर क्या होता है? जी हाँ, पैकेट के अंदर से बाहर धकेलने वाली ताकत तो उतनी ही रहती है, इसलिए अंदर की ताकत “जीत” जाती है और पैकेट को गुब्बारे की तरह फुला देती है।
पहाड़, अंतरिक्ष और हमारा शरीर
बिलकुल, यही वह सिद्धांत है जिसकी वजह से “पहाड़ों पर चिप्स के पैकेट फूल जाते हैं”।
हम जितनी ज़्यादा ऊँचाई पर जाते हैं, हमारे ऊपर हवा का “खंभा” उतना ही छोटा (या पतला) होता जाता है। यानी, वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। इसलिए, जब हम ज़मीन पर पैक किया हुआ पैकेट लेकर ऊपर जाते हैं, तो बाहर से दबाने वाली ताकत कम हो जाती है और पैकेट अपने आप फूल जाता है।
यह एक बहुत ही दिलचस्प एक्सपेरिमेंट है, क्योंकि हम ज़मीन पर रहते हुए ही, सुरक्षित तरीके से ऊँचे पहाड़ों जैसा माहौल बना सकते हैं।
अगर इसी सिद्धांत को हम और आगे ले जाएँ, तो अंतरिक्ष में (जहाँ लगभग वैक्यूम = ज़ीरो दबाव है), चिप्स का पैकेट एक पल में फट जाएगा!
इसे और अच्छी तरह समझने के लिए, हवाई जहाज़ में बैठने के बारे में सोचिए। जब जहाज़ उड़ान भरता है और ऊँचाई पर पहुँचता है, तो क्या आपके कानों में “सीटी” बजने या कान बंद होने जैसा महसूस नहीं होता? वह भी इसी बात का सबूत है कि हमारा शरीर ज़मीन के 1 वायुमंडलीय दबाव और जहाज़ के अंदर के थोड़े कम किए गए दबाव के फ़र्क को महसूस कर रहा है। हम जितना सोचते हैं, उससे कहीं ज़्यादा हम पृथ्वी की “हवा के वज़न” से सुरक्षित हैं और उसी के सहारे जी रहे हैं।
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