SCIENCE DOSE : ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது நெருப்பு அணையாமல் எவ்வாறு தீப்பற்றிக் கொள்கிறது?

அறிவியல்  அரட்டை:05

ஒரு ஊதாங்குழல் அறிவியல்  பாடம் நடத்துகிறது…….

என் ஆசிரியப்பணியில் ஏழாண்டுகளுக்கு முன் நடந்த வகுப்பறைச் சம்பவம். சிவமணி என்றொரு மாணவன். அறிவியல் பாடத்தில் நிறைய கேள்விகளைக் கேட்பான். அன்று அவன் கேட்ட கேள்வி இன்றுவரை மனதில் நிழலாடுகிறது

சிவமணி: சார்…. பொருட்கள் எரிவதற்கு என்ன தேவை?
நான்: ஆக்ஸிஜன்.
சிவமணி: நாம் மூச்சு விடும்போது வெளிவருவது என்ன?
நான்: கார்பன் டை ஆக்ஸைடு.
சிவமணி: எரியும் நெருப்பை அணைப்பதற்குப் பயன்படும் வாயு எது?
நான்: கார்பன் டை ஆக்ஸைடு

சிவமணி:
ம்….. இப்ப  இந்தக் கேள்விக்குப் பதில் சொல்லுங்க சார் பார்ப்போம் ….   ஒரு பொருள் எரிவதற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவை. ஆனால விறகு அடுப்பினை ஊதாங்குழல் கொண்டு  ஊதும்போது நமது வாயில் இருந்து கார்பன்டை ஆக்ஸைடு தானே வரும். கார்பன்டை ஆக்ஸைடு எரிவதை அறிவியல்  அரட்டை:05

ஒரு ஊதாங்குழல் அறிவியல்  பாடம் நடத்துகிறது…….

என் ஆசிரியப்பணியில் ஏழாண்டுகளுக்கு முன் நடந்த வகுப்பறைச் சம்பவம். சிவமணி என்றொரு மாணவன். அறிவியல் பாடத்தில் நிறைய கேள்விகளைக் கேட்பான். அன்று அவன் கேட்ட கேள்வி இன்றுவரை மனதில் நிழலாடுகிறது

சிவமணி: சார்…. பொருட்கள் எரிவதற்கு என்ன தேவை?
நான்: ஆக்ஸிஜன்.
சிவமணி: நாம் மூச்சு விடும்போது வெளிவருவது என்ன?
நான்: கார்பன் டை ஆக்ஸைடு.
சிவமணி: எரியும் நெருப்பை அணைப்பதற்குப் பயன்படும் வாயு எது?
நான்: கார்பன் டை ஆக்ஸைடு

சிவமணி:
ம்….. இப்ப  இந்தக் கேள்விக்குப் பதில் சொல்லுங்க சார் பார்ப்போம் ….   ஒரு பொருள் எரிவதற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவை. ஆனால விறகு அடுப்பினை ஊதாங்குழல் கொண்டு  ஊதும்போது நமது வாயில் இருந்து கார்பன்டை ஆக்ஸைடு தானே வரும். கார்பன்டை ஆக்ஸைடு எரிவதை அணைக்கத் தானே செய்யும். ஆனால் ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது நெருப்பு அணையாமல் எவ்வாறு தீப்பற்றிக் கொள்கிறது? சொல்லுங்க சார் என்றான்.

என்னதான் நான் அறிவியல் ஆசிரியராய் இருந்தாலும், இதைப் போல வித்தியாசமான கேள்விகளை எப்போதாவது மட்டுமே என்னால் சந்திக்க முடிகிறது. இந்தக் கேள்விக்கான பதில் நிச்சயமாக சிவமணியின் சிந்தனையைத் தூண்டும் என்பதால் , அவனை வகுப்பில் பாராட்டிவிட்டு, அதற்கான பதில் தேடி எங்கள் விவாதம் தொடர்ந்தது.

முதலில் மாணவனின் மனதில் பதிந்துள்ள இரண்டு செய்திகள் முக்கியமானவை.

1. ஆக்ஸிஜன் எரிவதற்குத் துணை செய்யும்.
2. கார்பன்டை ஆக்ஸைடு எரிவதை அணைக்கும்.

இப்போது ஒரு பொருள் எரிவதற்குத் தேவையான நிபந்தனைகளைப் பார்ப்போம்..

1.எரியக்கூடிய பொருள் :
நாம் எரிய வைக்க நினைப்பது எரியக்கூடிய பொருளாக இருக்க வேண்டும்

2.எரிவெப்பநிலை:
ஒரு பொருள் எரிவதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச வெப்பநிலை. அதாவது அடுப்பில் வைத்தவுடன் காகிதம் சில நொடிகளில் பற்றிக் கொள்ளும், ஆனால் விறகு பற்றி எரிய சில நிமிடங்கள் ஆகும். இங்கு காகிதத்தின் எரிவெப்பநிலை குறைவு. விறகின் எரிவெப்பநிலை அதிகம்.

3.ஆக்ஸிஜன்.

மேலே உள்ள இந்த மூன்று நிபந்தனைகளில் எந்த ஒன்று குறைந்தாலும் எரிதல் செயல் நடைபெறாது. நமது விவாதத்தில் எரிவதற்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜன் என்பதிலேயேதான் பிரச்சினை. அதாவது ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது கார்பன்டை ஆக்ஸைடு தானே வெளியேறும். அந்த வாயு எரிவதை அணைக்கத்தானே செய்யும், ஆனால் இங்கு ஊதி ஊதித்தானே அடுப்பு நன்கு பற்ற வைக்கப்படுகிறது. இது எவ்வாறு?

இங்கிருந்து நாம் சற்று உடலியல் நிகழ்வுகளான மூச்சுவிடுதல் மற்றும் சுவாசித்தல் என்பவற்றுக்குச் செல்வோம். இரண்டுக்கும் மிகுந்த வேறுபாடு உண்டு.

சுவாசித்தல்:

 நாம் சுவாசிக்கும் காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜன் உள் சுவாசம் என்னும் நிகழ்வில் சுவாச மண்டலம் என்னும் மூக்கு ---- மூச்சுக்குழல்-----நுரையீரல் தாண்டி இரத்தம்(தமணிக் குழாய்கள்)  சென்று அங்கிருந்து உடலின் செல்களுக்குச் செல்கிறது. செல்லில் ஏற்கனவே உணவு மண்டலம் மூலம் கொண்டு வரப்பட்டுள்ள குளுக்கோஸ் என்னும் மாவுச்சத்தை எரிக்க இந்த ஆக்ஸிஜன் பயன்படுகிறது. எரிதலின் போது உருவாகும்  கார்பன் டை ஆக்ஸைடு மீண்டும் ரத்தம்(சிரைக் குழாய்கள்) வழியாக நுரையீரல் சென்று அங்கிருந்து வெளி சுவாசம் செய்து மூக்கின் வழியாக வெளியேற்றப்படுகிறது.
இங்கு முக்கியமாக கவனிக்க வேண்டியது சுவாசித்தல் என்பது வேதியியல் நிகழ்ச்சி. அதாவது உள்ளே சென்ற ஆக்ஸிஜனானது வேதி மாற்றம் அடைந்து கார்பன்டை ஆக்ஸைடாக வெளியேற்றப்படுகிறது.

மூச்சு விடுதல்:

மூச்சு விடுதல் என்றால் சாதாரண இயற்பியல் நிகழ்வு..  இந்த நிகழ்ச்சியில்  நாம் உள்ளிழுக்கும் காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜன் மூக்கின் வழியே உள்ளே சென்று நுரையீரலோடு திரும்பி வந்துவிடும். நுரையீரலைத் தாண்டி செல்களுக்குச் சென்றால்தான் ஆக்ஸிஜன் கார்பன் டை ஆக்ஸைடாக மாற்றம் அடையும். ஆனால் இந்த மூச்சு விடுதல் நிகழ்வில் உள்ளே செல்லும் காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜன் நுரையீரலோடு திரும்பி வந்துவிடுவதால் உள்ளே செல்லும் ஆக்ஸிஜன் வெளியே வரும்போதும் ஆக்ஸிஜனாகவே வெளி வரும். இதனால் இது ஒரு இயற்பியல் நிகழ்ச்சியே.

இப்போது மாணவன் சிவமணியின் கேள்விக்கு வருவோம். ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது ஏன் நெருப்பு அணையாமல் ஏன் வேகமாகத் தீப்பிடிக்கிறது?

இதற்கு என்னளவில் இரண்டு காரணம் சொல்கிறேன்.

1. ஊதாங்குழலில் ஊதும்போது நாம் ஆக்ஸிஜன் நிரம்பிய  காற்றை வாய்வழியே கொஞ்சம் கொஞ்சமாக உள்ளிழுத்து, மொத்தமாக “ப்பூ” என்று ஊதிவிடுகிறோம். இந்தக் காற்றானது நுரையீரலைத்தாண்டி இரத்தம் வழியாக செல்களுக்குச் செல்வதில்லை. எனவே ஆக்ஸிஜனானது கார்பன்டை ஆக்ஸைடாக மாறுவதில்லை. அப்படியே நுரையீரலிலிருந்து ஆக்ஸிஜனாக வெளிவருகிறது. உள்ளே சென்ற ஆக்ஸிஜன் மொத்தமாக எரியும் பொருள் மீது “ப்பூ” என்று ஊதப்படும்போது எரிவதற்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜன் அங்கு நிறையக் கிடைப்பதால் அடுப்பு “பக்” என்று தீப்பற்றி எரிகிறது. இந்நிகழ்வின்போது சுவாசித்தல் செயலும் கூடவே நடைபெற்றுக் கொண்டே இருப்பதால் நாம் வெளியேற்றும் காற்றில் ஆக்ஸிஜனோடு சேர்த்து கார்பன் டை ஆக்ஸைடும் கலந்திருக்கும். ஆனால் இது அளவில் குறைவாகவும் ஆக்ஸிஜன் அதிகமாகவும் இருப்பதால் ஆக்ஸிஜனின் எரிதலுக்கு துணை செய்யும் பண்பே மேலோங்குகிறது.

2. மேலும் எரிந்து கொண்டிருக்கும் விறகின் நெருப்பு நுனி மீது சாம்பல் படிய ஆரம்பிக்கும். இந்நிலையில் எரியும் பொருளுக்கு ஆக்ஸிஜன் சென்று சேராமல் தடை ஏற்படுவதால் விறகு அணைந்து போகிறது. நாம் ஊதும்போது இந்த சாம்பல் அகற்றப்படுகிறது. இப்போது நெருப்பின் மீது நாம் ஊதுவதால் அதிக ஆக்ஸிஜன் படுகிறது. இதனாலும் அடுப்பு “பக்” என்று தீப்பிடித்துக் கொள்கிறது.

இவ்வாறாக.சுவாசித்தலுக்கும், மூச்சுவிடுதலுக்கும் இடையேயான வேறுபாடு விளக்கப்பட்டு சிவமணியின் கேள்விக்கு பதிலளிக்கப்பட்டது.

சிறிய கேள்விகள்தான் நிறைய சிந்திக்க வைக்கின்றன.

“ நம்மைத் தடுக்கி விழ வைப்பது பெரிய பாறாங்கற்களல்ல… சிறிய கற்களே…..”

நன்றி!

இவண்
இராமமூர்த்தி நாகராஜன். தானே செய்யும். ஆனால் ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது நெருப்பு அணையாமல் எவ்வாறு தீப்பற்றிக் கொள்கிறது? சொல்லுங்க சார் என்றான்.

என்னதான் நான் அறிவியல் ஆசிரியராய் இருந்தாலும், இதைப் போல வித்தியாசமான கேள்விகளை எப்போதாவது மட்டுமே என்னால் சந்திக்க முடிகிறது. இந்தக் கேள்விக்கான பதில் நிச்சயமாக சிவமணியின் சிந்தனையைத் தூண்டும் என்பதால் , அவனை வகுப்பில் பாராட்டிவிட்டு, அதற்கான பதில் தேடி எங்கள் விவாதம் தொடர்ந்தது.

முதலில் மாணவனின் மனதில் பதிந்துள்ள இரண்டு செய்திகள் முக்கியமானவை.

1. ஆக்ஸிஜன் எரிவதற்குத் துணை செய்யும்.
2. கார்பன்டை ஆக்ஸைடு எரிவதை அணைக்கும்.

இப்போது ஒரு பொருள் எரிவதற்குத் தேவையான நிபந்தனைகளைப் பார்ப்போம்..

1.எரியக்கூடிய பொருள் :
நாம் எரிய வைக்க நினைப்பது எரியக்கூடிய பொருளாக இருக்க வேண்டும்

2.எரிவெப்பநிலை:
ஒரு பொருள் எரிவதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச வெப்பநிலை. அதாவது அடுப்பில் வைத்தவுடன் காகிதம் சில நொடிகளில் பற்றிக் கொள்ளும், ஆனால் விறகு பற்றி எரிய சில நிமிடங்கள் ஆகும். இங்கு காகிதத்தின் எரிவெப்பநிலை குறைவு. விறகின் எரிவெப்பநிலை அதிகம்.

3.ஆக்ஸிஜன்.

மேலே உள்ள இந்த மூன்று நிபந்தனைகளில் எந்த ஒன்று குறைந்தாலும் எரிதல் செயல் நடைபெறாது. நமது விவாதத்தில் எரிவதற்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜன் என்பதிலேயேதான் பிரச்சினை. அதாவது ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது கார்பன்டை ஆக்ஸைடு தானே வெளியேறும். அந்த வாயு எரிவதை அணைக்கத்தானே செய்யும், ஆனால் இங்கு ஊதி ஊதித்தானே அடுப்பு நன்கு பற்ற வைக்கப்படுகிறது. இது எவ்வாறு?

இங்கிருந்து நாம் சற்று உடலியல் நிகழ்வுகளான மூச்சுவிடுதல் மற்றும் சுவாசித்தல் என்பவற்றுக்குச் செல்வோம். இரண்டுக்கும் மிகுந்த வேறுபாடு உண்டு.

சுவாசித்தல்:

 நாம் சுவாசிக்கும் காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜன் உள் சுவாசம் என்னும் நிகழ்வில் சுவாச மண்டலம் என்னும் மூக்கு ---- மூச்சுக்குழல்-----நுரையீரல் தாண்டி இரத்தம்(தமணிக் குழாய்கள்)  சென்று அங்கிருந்து உடலின் செல்களுக்குச் செல்கிறது. செல்லில் ஏற்கனவே உணவு மண்டலம் மூலம் கொண்டு வரப்பட்டுள்ள குளுக்கோஸ் என்னும் மாவுச்சத்தை எரிக்க இந்த ஆக்ஸிஜன் பயன்படுகிறது. எரிதலின் போது உருவாகும்  கார்பன் டை ஆக்ஸைடு மீண்டும் ரத்தம்(சிரைக் குழாய்கள்) வழியாக நுரையீரல் சென்று அங்கிருந்து வெளி சுவாசம் செய்து மூக்கின் வழியாக வெளியேற்றப்படுகிறது.
இங்கு முக்கியமாக கவனிக்க வேண்டியது சுவாசித்தல் என்பது வேதியியல் நிகழ்ச்சி. அதாவது உள்ளே சென்ற ஆக்ஸிஜனானது வேதி மாற்றம் அடைந்து கார்பன்டை ஆக்ஸைடாக வெளியேற்றப்படுகிறது.

மூச்சு விடுதல்:

மூச்சு விடுதல் என்றால் சாதாரண இயற்பியல் நிகழ்வு..  இந்த நிகழ்ச்சியில்  நாம் உள்ளிழுக்கும் காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜன் மூக்கின் வழியே உள்ளே சென்று நுரையீரலோடு திரும்பி வந்துவிடும். நுரையீரலைத் தாண்டி செல்களுக்குச் சென்றால்தான் ஆக்ஸிஜன் கார்பன் டை ஆக்ஸைடாக மாற்றம் அடையும். ஆனால் இந்த மூச்சு விடுதல் நிகழ்வில் உள்ளே செல்லும் காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜன் நுரையீரலோடு திரும்பி வந்துவிடுவதால் உள்ளே செல்லும் ஆக்ஸிஜன் வெளியே வரும்போதும் ஆக்ஸிஜனாகவே வெளி வரும். இதனால் இது ஒரு இயற்பியல் நிகழ்ச்சியே.

இப்போது மாணவன் சிவமணியின் கேள்விக்கு வருவோம். ஊதாங்குழல் கொண்டு ஊதும்போது ஏன் நெருப்பு அணையாமல் ஏன் வேகமாகத் தீப்பிடிக்கிறது?

இதற்கு என்னளவில் இரண்டு காரணம் சொல்கிறேன்.

1. ஊதாங்குழலில் ஊதும்போது நாம் ஆக்ஸிஜன் நிரம்பிய  காற்றை வாய்வழியே கொஞ்சம் கொஞ்சமாக உள்ளிழுத்து, மொத்தமாக “ப்பூ” என்று ஊதிவிடுகிறோம். இந்தக் காற்றானது நுரையீரலைத்தாண்டி இரத்தம் வழியாக செல்களுக்குச் செல்வதில்லை. எனவே ஆக்ஸிஜனானது கார்பன்டை ஆக்ஸைடாக மாறுவதில்லை. அப்படியே நுரையீரலிலிருந்து ஆக்ஸிஜனாக வெளிவருகிறது. உள்ளே சென்ற ஆக்ஸிஜன் மொத்தமாக எரியும் பொருள் மீது “ப்பூ” என்று ஊதப்படும்போது எரிவதற்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜன் அங்கு நிறையக் கிடைப்பதால் அடுப்பு “பக்” என்று தீப்பற்றி எரிகிறது. இந்நிகழ்வின்போது சுவாசித்தல் செயலும் கூடவே நடைபெற்றுக் கொண்டே இருப்பதால் நாம் வெளியேற்றும் காற்றில் ஆக்ஸிஜனோடு சேர்த்து கார்பன் டை ஆக்ஸைடும் கலந்திருக்கும். ஆனால் இது அளவில் குறைவாகவும் ஆக்ஸிஜன் அதிகமாகவும் இருப்பதால் ஆக்ஸிஜனின் எரிதலுக்கு துணை செய்யும் பண்பே மேலோங்குகிறது.

2. மேலும் எரிந்து கொண்டிருக்கும் விறகின் நெருப்பு நுனி மீது சாம்பல் படிய ஆரம்பிக்கும். இந்நிலையில் எரியும் பொருளுக்கு ஆக்ஸிஜன் சென்று சேராமல் தடை ஏற்படுவதால் விறகு அணைந்து போகிறது. நாம் ஊதும்போது இந்த சாம்பல் அகற்றப்படுகிறது. இப்போது நெருப்பின் மீது நாம் ஊதுவதால் அதிக ஆக்ஸிஜன் படுகிறது. இதனாலும் அடுப்பு “பக்” என்று தீப்பிடித்துக் கொள்கிறது.

இவ்வாறாக.சுவாசித்தலுக்கும், மூச்சுவிடுதலுக்கும் இடையேயான வேறுபாடு விளக்கப்பட்டு சிவமணியின் கேள்விக்கு பதிலளிக்கப்பட்டது.

சிறிய கேள்விகள்தான் நிறைய சிந்திக்க வைக்கின்றன.

“ நம்மைத் தடுக்கி விழ வைப்பது பெரிய பாறாங்கற்களல்ல… சிறிய கற்களே…..”

நன்றி!

இவண்
இராமமூர்த்தி நாகராஜன்.