ஒரு கோப்பையில் உள்ள சூடான தேநீர் சிறிது நேரத்தில் ஆறுவது எப்படி? – அறிவியல் அறிவோம்!

ஒரு கோப்பையில் உள்ள சூடான தேநீர் சிறிது நேரத்தில் ஆறுவது எப்படி?

ஒரு கோப்பையில் வைத்த சூடான தேநீர் அல்லது வேறு எந்த பொருளும் சிறிது நேரத்தில் ஆறிவிடும் என்பது நாம் அனைவரும் அறிந்த ஒன்று. இது எப்படி நிகழ்கிறது? இதில் பொதிந்துள்ள அறிவியல் உண்மை என்ன? இதைப் பற்றி இந்த பகுதியில் பார்ப்போம்!

எந்தவொரு பருப்பொருளும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத நுண்ணிய துகள்களால் உருவானது; மேலும், ஒரு பருப்பொருளில் உள்ள நுண் துகள்கள் அவற்றுக்கிடையேயுள்ள ஈர்ப்பு விசைகளால் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பது பற்றி விளக்கமாக “பருப்பொருள் என்றால் என்ன?” என்னும் பகுதியில் அறிந்து கொண்டோம்.

பொதுவாக, அறை வெப்பநிலையில் (​Room Temperature) உள்ள நீர்மத்தில் உள்ள கண்ணுக்குப் புலப்படாத நுண்துகள்கள் தொடர்ச்சியாக இடம் பெயர்ந்து கொண்டே இருக்கும். இவை நகர்வதற்கான இயக்க ஆற்றலானது, அறை வெப்பநிலையில் உள்ள நீர்மத்தின் வெப்ப ஆற்றலில் இருந்து கிடைக்கிறது.

இப்பொழுது, ஒரு கோப்பையில் சூடான தேநீர் நிரப்பி, ஒரு மேசையின் மீது வைக்கப்பட்டுள்ளது என்று வைத்துக்கொள்வோம்.

1. தேநீர் நீர்ம நிலையில் இருக்கும் சூடான பருப்பொருள். அதன் வெப்பநிலை அறை வெப்ப நிலையை விட பல மடங்கு அதிகமாக இருக்கும்.
2. இதனால், அதில் உள்ள நுண் துகள்கள் அதிக அளவு இயக்க ஆற்றலைப் பெற்று வேகமாக இடம் பெயர்ந்து கொண்டே இருக்கும்.
3. குறிப்பாக, தேநீரின் மேற்பரப்பு வளிமண்டலக் காற்றுடன் நேரடித் தொடர்பில் இருப்பதால், அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள நுண் துகள்கள் வெகு எளிதாகக் கிளர்ச்சியடைந்து, ஆவியாகி (ஆவியாதல் / Evaporation), காற்றில் கலந்து (விரவல் / Diffusion) விடும். இந்த நிகழ்வு ஒரு சிறிய அளவு வெப்ப ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுவதால் சாத்தியமாகிறது. இதனால், நீர்மத்தின் மேற்பரப்பு கோப்பையிலுள்ள நீர்மத்தின் மற்ற பகுதிகளை விட வெப்பநிலை குறைந்து காணப்படும். அதாவது, மேற்பரப்பு மற்ற பகுதிகளை விடச் சற்று குளிர்ச்சியாக இருக்கும்.
4. தேநீரின் மேற்பரப்பில் உள்ள நுண் துகள்கள் இடம்பெயர்ந்து காற்றுடன் கலந்து விட்டதால், அதற்கு அடுத்து கீழுள்ள பரப்பில் உள்ள வேகமாக நகரும் ஆற்றல் படைத்த நீர்மத் துகள்கள் மேற்பரப்பை அடைகின்றன. இந்த துகள்கள் மேலே (3-ல்) குறிப்பிட்டுள்ளபடி காற்றுடன் கலந்து விடுகின்றன.
5. மேற்கூறிய (3) மற்றும் (4) உள்ள நிகழ்வுகள் தொடர்ந்து நிகழ்ந்து கொண்டே இருப்பதால், நீர்மத் துகள்களின் இயக்கத்திற்கும், ஆவியாதல் நிகழ்வுக்கும் தேநீர் உள்ளடக்கியுள்ள வெப்ப ஆற்றல் செலவிடப்படுகிறது. இதனால் கோப்பையிலுள்ள தேநீரின் வெப்பம் படிப்படியாகக் குறைந்துகொண்டே வருகிறது.
6. மேற்கூறிய காரணங்களால், கோப்பையில் வைக்கப்பட்டுள்ள தேநீர் சிறிது நேரத்தில் ஆறிவிடுகிறது.

மேலும், கோப்பையின், வடிவம் மற்றும் அதன் தன்மையும் தேநீர் ஆறுவதற்குக் காரணமாக அமைகின்றன.

கோப்பை அகலமாக இருந்தால் மேற்கூறிய நிகழ்வுகள் விரைவாக நடைபெறும். ஏனெனில், அகலமான கோப்பையின் பரப்பளவு அதிகமாக இருக்கும். இதனால் அதன் மேற்பரப்பில் அதிக எண்ணிக்கையிலான துகள்கள் ஆவியாகி காற்றுடன் கலக்கும்.

துருப்பிடிக்காத எஃகு (Stainless Steel) உலோகத்தால் ஆன கோப்பையில் தேநீர் இருந்தால், கோப்பையின் பக்கங்களின் மூலம் வெப்பம் கடத்தப்படுவதாலும், அதன் வெப்பநிலை குறையும்.

தேநீர் விரைவில் ஆறிவிடாமல் வெகு நேரம் சூடாக இருக்க விரும்பினால், கண்ணாடி அல்லது பீங்கான் கோப்பைகளை நாம் பயன்படுத்தலாம். ஏனெனில், இவற்றின் கடத்து திறன் உலோகங்களின் கடத்து திறனை விடக் குறைவு.

தேநீர் இங்கு உதாரணமாகக் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. மேற்கூறிய விளக்கங்கள் மற்ற நீர்மப் பொருட்களுக்கும் பொருந்தும்.