পৃ্ষ্ঠটান ও যান্দ্রতা (surface tension and viscosity)

সান্দ্রতাঃ সান্দ্রতা প্রবাহী পদার্থের একটি বিশেষ ধর্ম,যার কারণে বিভিন্ন স্তরের মধ্যে আপেক্ষিক বেগ রোধ করার চেষ্টা থাকে। অর্থাৎ,যে কারণে প্রবাহী পদার্থের বিভিন্ন স্তরের মধ্যে আপেক্ষিক গতি বাধাপ্রাপ্ত হয়,তাকে সান্দ্রতা বলে।

প্রবাহী পদার্থের ঘনত্বের সাথে সান্দ্রতা নির্ভরশীল।ঘনত্ব যদি বেশি হয়,তবে সান্দ্রতা বাড়ে এবং ঘনত্ব হ্রাস পেলে সান্দ্রতাও হ্রাস পায়।

উত্তরঃ তরলের পৃষ্ঠের উপর কোনো রেখা কল্পনা করলে ঐ রেখার ঐ রেখার দু' পার্শ্বে লম্বভাবে যে বল অনুভূত হয়, তাকে পৃষ্ঠটান বলে। পৃষ্টটানের কারণেই বৃষ্টির ফোটা গোলাকার হয়।

উত্তরঃ তরলের অভ্যন্তরে কঠিন পদার্থ ডুবালে এটি স্পর্শ তরলের অভ্যন্তরে যে কোণ উৎপন্ন করে, তাকে স্পর্শ কোণ বলে।

উত্তরঃ চুলের মতো সরু সূক্ষ্ম ছিদ্রযুক্ত নলকে কৈশিক নল বলে। কৈশিক নলের যে ধর্ম, তাকে কৈশিকতা বলে।

উত্তরঃ সান্দ্রতাঃ সাদ্রতা প্রবাহী পদার্থের একটি বিশেষ ধর্ম, যার কারণে বিভিন্ন স্তরের মধ্যে আপেক্ষিক বেগ রোধ করায় চেষ্টা থাকে। অর্থাৎ যে কারণে প্রবাহী পদার্থের বিভিন্ন স্তরের মধ্যে আপেক্ষিক গতি বাধাপ্রাপ্ত হয়, তাকে সান্দ্রতা বলে।

প্রবাহী পদার্থের ঘনত্বের সাথে সান্দ্রতা নির্ভরশীল । ঘনত্ব যদি বেশি হয়, তবে সান্দ্রতা বাড়ে এবং ঘনত্ব হ্রাস পেলে সান্দ্রতাও হ্রাস পায়।

উত্তরঃ সান্দ্রতাঃ সান্দ্রতা প্রবাহী পদার্থের একটি বিশেষ ধর্ম, যার ক্রণে বিভিন্ন স্তরের মধ্যে আপেক্ষিক বেগ রোধ করার চেষ্টা থাকে। অর্থাৎ, যে কারণে প্রবাহী পদার্থের বিভিন্ন স্তরের মধ্যে আপেক্ষিক গতি বাধাপ্রাপ্ত হয়, তাকে সান্দ্রতা বলে।

সান্দ্রতা সহগঃ একক বেগ অবক্রম বজায় থাকা অবস্থায় প্রবাহীর দুটি স্তরের মধ্যে প্রতি একক ক্ষেত্রফলে যে পরিমাণ সান্দ্র বল স্পর্শক বরাবর ক্রিয়া করে, তাকে সান্দ্রতা গুণাঙ্ক বলে। একে “ᱴ” (ইটা) দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

উত্তরঃ মনে করি, ABCD একটি হাল্কা আয়তকার ফ্রেম, যার AB, AD এবং DC বাহু স্থির । কেবল BC বাহু AB এবং DC বরাবর বাধাহীনভাবে চলাচল করতে পারে। ফ্রেমটিকে সাবান পানিতে ডুবিয়ে তুলে আনলে এর মাঝখানে একটি পাতলা পর্দা আটকে থাকবে।

পৃষ্ঠানের জন্য এই পাতলা পর্দা ফ্রেমের প্রত্যেক বাহুকে ভেতরের দিকে টানতে থাকে। কিন্তু BC বাহু ছাড়া অপর বাহুগুলো আটকানো থাকায় সেগুলো স্থির থাকে। BC বাহু পৃষ্ঠটানের সমপরিমাণ বিপরীতমুখী একটি বল প্রয়োগ করতে হবে। যদি BC বাহুর দৈর্ঘ্য Ꙇ এবং তরলের পৃষ্ঠটান T হয় তবে BC বাহুর ভিতরমুখী বলের পরিমাণ = Ꙇ × T + Ꙇ × T = 2/T, এই বল BC বাহুর বহির্মুখী বলের সমান।

এখন, BC বাহুকে x পরিমাণ দূরত্বে সরাতে কৃতকাজ-

W = 2ꙆT × x. এই কৃতকাজের দরুন ABCD পাতলা পর্দাটির মোট ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি = Ꙇ × x + Ꙇ × = 2Ꙇx

(যেহেতু পর্দার উপরের ও নিচের পৃষ্ঠ আছে)।

؞ একক ক্ষেত্রফল বৃদ্ধিতে কাজের পরিমাণ = 2ꙆTx / 2Ꙇx = T

কিন্তু একক ক্ষেত্রফল বৃদ্ধিতে কাজের পরিমাণ = একক ক্ষেত্রফলে সঞ্চিত স্থিতিশক্তি। পুনঃএকক ক্ষেত্রফলে সঞ্চিত স্থিতিশক্তি =পৃষ্ঠশক্তি। সুতরাং, কোনো তরলের পৃশঠশক্তি সংখ্যাগতভাবে তরলের পৃষ্ঠটানের সমান। অর্থাৎ E = T

স্পর্শকোণঃ কোণ তরলের মধ্যে যদি কঠিন পদার্থ ডুবানো থাকে, তবে তরল এবং কঠিনের সংযোগস্থলে তরলের অভ্যন্তরে যে কোণ উৎপন্ন হয়, তাকে স্পর্শকোণ বলে। একে “θ” বা “α” দ্বারা প্রকাশ করা হয়। স্পর্শকোণ দ্বারা কোনো তরলের ঘনত্ব বুঝা যায়।

যেমন- পানি ও কাচের স্পর্শকোণ 10° এবং কাচ ও পারদের স্পর্শকোণ 140°। তাই পানির চেয়ে পারদের ঘনত্ব বেশি।