বায়ুমণ্ডলের প্রমাণ চাপ (Normal or Standard Atmospheric Pressure)

45° অক্ষাংশে সমুদ্রপৃষ্ঠে ০° সেঃ উন্নতায় 76 সেমি পারদ-স্তম্ভ যে চাপ দেয় তাকেই বায়ুমণ্ডলের প্রমাণ চাপ বলে। সমুদ্রপৃষ্ঠে 45° অক্ষাংশে -এর মান 980-6 সেমি/সেকেন্ড' এবং ০° উন্নতায় পারদের ঘনত্ব 13-596 গ্রাম/ঘনসেমি।

বায়ুমণ্ডলের প্রমাণ চাপ =76x13-596x9806 ডাইন/বর্গ সেমি

বা= 1 . 1325 ×10⁶ ডাইন/বর্গসেমি

বা=1.01325 বার

বা. 1013-25 মিলিবার

বিভিন্ন ধরনের চাপমান যন্ত্র বা ব্যারোমিটার (Barometer): যে যন্ত্রের সাহায্যে বায়ুর চাপ মাপা হয় তাকে ব্যারোমিটার প্রচাপমান যন্ত্র বলে। বিভিন্ন রকম ব্যারোমিটারের সাহায্যে বায়ুর চাপ মাপা হয়। এদের মধ্যে ফটিন, কিউ, অ্যানিরয়েড ব্যারোমিটার ও ব্যারোগ্রাফ বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য। ফর্টিন ব্যারোমিটারের বিবরণ ও কার্যপ্রণালী নিচে বর্ণনা করা হল।

• ফটিন ব্যারোমিটার (Fortin's Barometer):

পারদ-স্তম্ভের সঠিক উচ্চতা পরিমাপের জন্য এই থার্মোমিটারে মূল স্কেলের সঙ্গে ভার্নিয়ার স্কেল সংযুক্ত থাকে এবং পারদপাত্রের পারদতলকে সব সময় একই তলে রাখার জন্য বিশেষ ব্যবস্থা আছে।

বিবরণ: চিত্র: 24.5 (a) এবং (b) অনুযায়ী AB একটি সমব্যাস যুক্ত একমুখ খোলা কাচনল। এর দৈর্ঘ্য প্রায় এক মিটার বা তিন ফুট। কাচনলটিকে বিশুদ্ধ ও শুষ্ক পারদে পূর্ণ করে অন্য একটি পারদ পাত্রে (D) উপুড় করে কাঠের ফ্রেমের সাহায্যে দেওয়ালে ঝুলিয়ে রাখা হয়। কাচনলটি একটি পিতলের নলের মধ্যে বসানো থাকে যাতে বাইরের আঘাত লেগে কাচনলটি ভেঙে না যায়। পিতলের নলের ওপরের অংশ কিছুটা কাটা থাকে যাতে কাচনলের ভিতরে পারদতল দেখা যায়। পারদপাত্র (D)-এর পারদতলের ওপরে হাতির দাঁতের তৈরি একটি (আইভরি) পিন (P) লাগানো থাকে। ওই পারদপত্রের পারদতল সব সময় এক রাখার জন্য পারদপারের নিচে একটি স্কু লাগানো থাকে। ড্র (G) ঘোরালে পারদপাত্রের তলায় চামড়ার গলির আয়তনের হ্রাসবৃদ্ধি ঘটে। ফলে, পারদতল ওঠানামা করে। চামড়ার গলির মধ্য দিয়ে বায়ু সহজেই চলাচল করতে পারে বলে পারদপাত্রের ভিতরে ও বাইরে বায়ুর চাপ এক থাকে। পিতলের নলের গায়ে একটি মূল স্কেল (s) থাকে।মূল স্কেলের -দাগ আইভরি পিনের সূঁচালো অংশের সঙ্গে একই সমতলে অবস্থান করে। পারদ-স্তম্ভের উচ্চতা সঠিকভাবে মাপার জন্য মূল স্কেলের সঙ্গে একটি ভার্নিয়ার স্কেল (V) যুক্ত থাকে। ভার্নিয়ার স্কেল ওঠানো বা নামানোর জন্য এই স্কেলের নিচে কাচনলের গায়ে একটি স্কু (H) লাগানো থাকে। ওই স্কু ঘুরিয়ে ভার্নিয়ার স্কেলটিকে এমন জায়গায় আনতে হবে যাতে ভার্নিয়ারের নিচের প্রান্ত পারদ-স্তম্ভের উত্তল তলের সঙ্গে স্পর্শক (tangent) হয়। পারদ স্তম্ভ স্পর্শ করার পর ভার্নিয়ারের পিছনের সাদা প্লেট আর দেখা যাবে না।

• কার্যনীতি:পারদপাত্রের তলদেশে চামড়ার গলির মধ্য দিয়ে বায়ু সহজে চলাচল করতে পারে, কিন্তু পারদের পক্ষে তা সম্ভব হয় না। তাই পারদপাত্রে পারদতলের বায়ুর চাপ বায়ুমণ্ডলের চাপের সমান। পারদপাত্রের তলদেশের স্কু ঘুরিয়ে ওই পাত্রের পারদতল ওঠানামা করিয়ে এমন অবস্থায় আনতে হবে যাতে পারদতল আইভরি পিনের অগ্রভাগ স্পর্শ করে। এই অবস্থায় মূল স্কেল ও ভার্নিয়ার স্কেলের পাঠ গ্রহণ করে পারদ-স্তম্ভের সঠিক উচ্চতা পরিমাণ করা হয়। বায়ুর উন্নতার পরিবর্তনের ফলে (ক) পারদের ঘনত্বের এবং (খ) ধাতব স্কেলের দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন ঘটে। এই পরিবর্তনজনিত ত্রুটি সংশোধন করে সঠিক বায়ুর চাপ পরিমাপ করার জন্য বায়ুমণ্ডলের উন্নতার পরিমাপ করা প্রয়োজন হয়। এই কারণে ফর্টিন ব্যারোমিটারের গায়ে একটি থার্মোমিটার লাগানো থাকে।

• পাঠগ্রহন পব্দতি: প্রথম পর্যায়ে লক্ষ রাখতে হবে যে পারদপাত্রের পারদতল আইভরি পিনের অগ্রভাগ স্পর্শ করেছে কিনা। যদি পিনের অগ্রভাগ স্পর্শ না করে তবে পারদপাত্রের তলদেশের স্কু ঘুরিয়ে পারদতলকে ওঠানামা করিয়ে আইভরি পিনের অগ্রভাগ স্পর্শ করাতে হবে। ভার্নিয়ার স্কেলের নিচে কাচনলের গায়ে লাগানো স্কু ঘুরিয়ে ভার্নিয়ার স্কেলটিকে এমন জায়গায় আনতে হবে যাতে ভার্নিয়ারের নিচের প্রান্ত অর্থাৎ ভার্নিয়ার স্কেলের '' দাগ পারদ-স্তম্ভের উত্তল তলকে স্পর্শ করে।

বায়ুর চাপ নির্ভুলভাবে নির্ণয়ের জন্য মূল স্কেল ও ভার্নিয়ার স্কেলের সঠিকভাবে পাঠ গ্রহণ করতে হবে। ভার্নিয়ার স্কেল পাঠের মূল উদ্দেশ্য হল মূল স্কেলের একটি ক্ষুদ্রতম ভাগের ভগ্নাংশের সঠিক পাঠ গ্রহণ করা।

এরা যাক, মূল স্কেলের একটি ক্ষুদ্রতম ভাগের মান 0-1 সেমি এবং মূল স্কেলের ও ভাগের দৈর্ঘ্য ভার্নিয়ার স্কেলের 10টি এরকম ভাগের দৈর্ঘ্যের সমান। সিন্ধান্ত অনুযায়ী-

10টি ভার্নিয়ার ভাগের দৈর্ঘ্য মূল স্কেলের এটি ক্ষুদ্রতম ভাগের দৈর্ঘ্য এটি ভার্নিয়ার ভাগের দৈর্ঘ্য = 9/10 টি মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম দৈর্ঘ্য শর্ত অনুযায়ী ভার্নিয়ার স্থিরাঙ্ক, = ((10 - 9)/10) * 1 = 1/10 ; ভার্নিয়ার স্থিরাঙ্ক, xc = (1 - 9/10) * x । nu_{C} = d/n = 1/10; 2758 =0.01 এক্ষেত্রে এ মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম ভাগের মান, ভার্নিয়ার স্কেলের ভাগ সংখ্যা, m = 9 [d = 0.1] সেমি,10 ভাগ] মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম ভাগের মান (0.1 সেমি) সেমি

অধিকাংশ ক্ষেত্রে ব্যারোমিটারে মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম ভাগের মান ধরা হয় 0-1 সেমি এবং মূল স্কেলের 19 দাগ ভার্নিয়ার তাদের 20 দাগের সঙ্গে মেলে। অতএব মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম ভাগের মান, d = 0 - 1 সেমি এবং হল ভার্নিয়ার স্কেলের 20 ভার্নিয়ার স্থিরাঙ্ক, nu*c = d/n = 1/20 =.005 varphi^ 2 ||k|

চিত্র: 24.5(c)-তে ভার্নিয়ারের দাগ মূল স্কেলের 75-4 সেমি অতিক্রম করেছে। অতএব মূল ছেলের পাঠ হবে 75-4 সেমি এবং ভার্নিয়ারে 12 নং দাগ মূল স্কেলের কোনো একটি দাগের সঙ্গ্যে মিলেছে। এখানে ভার্নিয়ার ছেলের মান নির্ণয় করতে হলে প্রথমে নিম্নলিখিত পদ্ধতিতে ভার্নিয়ার স্থিরাঙ্ক বার করতে হবে-

ভার্নিয়ার শিরাক্ষ,v_{C} = d/pi = 1/20; 752 = 0.005

ভার্নিয়ারের মান 12 ব্যারোমিটারে মোট পাঠ75-4 সেমি 0-06 সেমি 75-46 সেমি বায়ুর চাপ = 75-46 সেমি 13-596980-6 ডাইন/বর্গ সেমি = 1 * 605 * 10 deg ডাইন/বর্গ সেমি বাং. বায়ুর চাপ 1-00605 বার = (1 * 605 * 1000) - 1006-05 মিলিবার : বায়ুর চাপ = 1006-05 মিলিবার মিলিবার [ 1pi*Br = 10 ^ 4 ডাইন/বর্গ সেমি) pi*R = 1000 মিলিবার]

পাঠগ্রহণের সময় পারদপাত্রের পারদতল আইভরি পিনের অগ্রভাগ সঠিকভাবে স্পর্শ করছে কিনা তা দেখার জন্য আমাদের চোষ ও পারদতল একই সমতলে থাকা প্রয়োজন। এছাড়া ভার্নিয়ার স্কেলের পাঠগ্রহণের সময়ও অনুরূপ অবস্থা কাম্য। কিন্তু Parallex error-এর কারণে অনেক ক্ষেত্রে সামান্য ত্রুটিবিচ্যুতি থেকে যায়। সেই কারণে ব্যারোমিটারে সঠিক পাঠ গ্রহণের জন্য সাধারণত তিনবার পাঠ গ্রহণ করা হয়। সারণির মাধ্যমে ব্যারোমিটারের পাঠগ্রহণ পদ্ধতি দেখানো হয়।

ব্যারোমিটার পাঠের উদ্বুতা জনিতসংশোধন:

বায়ুর চাপ সঠিকভাবে নির্ণয়ের জন্য উয়তাজনিত (1) স্কেলের প্রসারণ ও (ii) পারদের প্রসারণের জন্য পারদ স্বত্বের উচ্চতার সংশোধন করতে হয়। নিম্নলিখিত পদ্ধতিতে পারদ স্তম্ভের প্রকৃত উচ্চতা নির্ণয় করা হয়

পারদস্তম্ভের প্রকৃত উচ্চতা, H_{z} = H[1 - (gamma - alpha) * t] H_{z} = H(1 - 162t) = 75 * 46(1 - 0.000162 * 24 deg) মিলিবার = (75 * 46 * 0 * 996112) মিলিবার = 75' সেমি এখানে, h = H_{i} হওয়ায়

H_{v} প্রকৃত উচ্চতা

H Y alpha \rightarrow পরিমিত উচ্চতা (75-46 সেমি) পারদের প্রসারণ গুণাঙ্ক ধাতব (পিতল) প্রসারণ গুণাঙ্ক (gamma - alpha) = - 162

t ব্যারোমিটারে পাঠগ্রহণের সময় বায়ুর উন্নত।

rho*g - 13 * 33224 মিলিবার

প্রকৃত বায়ুর ছাপ, lyg (75-16661 সেমি * 13 - 33224 ) মিলিবার = 1002 * 13929 মিলিবার।

উন্নতার কারণে প্রসারণজনিত ত্রুটি সংশোধন করলে পরিমিত বায়ুর চাপ ও সংশোধিত বায়ুর চাপের মধ্যে তফাত হয় (1006.05 1002.14) মিলিবার বা 3-91 মিলিবার।

■ অন্যান্য চাপমান যন্ত্রসমূহ:

ব্যারোমিটার ছাড়া অন্যান্য বায়ুর চাপ পরিমাপক যন্ত্রগুলি হল-

1. দ্বিপসোমিটার: এই যান্ত্র ফুটন্ত তরলের উয়তাকে ভিত্তি করে বায়ুর চাপ নির্ণয় করা হয়। সাধারণত অধিক উচ্চতায় এস্তুর চাপ পরিমাপের জন্য এই ব্যারোমিটার ব্যবহার করা হয়।

 2.পিজোরেসিসট্যান্স ব্যারোমিটার :এই ব্যারোমিটারে বায়ুর চাই নিখয়ের জন্য বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ শক্তির ব্যবহার করা হয়। হটেট ও হালকা এই ব্যারোমিটার সাধারণত পরিবহণের কাজে ও উপগ্রহে ব্যবহার করা হয়।

 3.ব্যারোগ্রাফ (অ্যানিরয়েডোগ্রাফ) এই যন্ত্র অনেকটা

আনিরয়েড ব্যারোমিটারের মতো হলেও এর সাহায্যে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সবসময় বাবুর চাপের ওঠানামা নথিভুক্ত করা যায়।