ద్రవ పదార్థాలు - ధర్మాలు

 నీటి కంటే తేనె వేగం అందుకే తక్కువ!

 

 
దుస్తులను సాధారణ నీటిలో ఉతికితే మురికి వదలదు. కానీ డిటర్జెంటులు ఉపయోగిస్తే మురికి పూర్తిగా పోతుంది. నీరు, తేనే రెండూ ద్రవాలే. కానీ తేనె కంటే నీరు వేగంగా ప్రవహిస్తుంది. ప్రమిదలో నూనె ఉన్నంతసేపు దీపం వెలుగుతూనే ఉంటుంది. నీటితో ఉన్న బకెట్‌ను విడిగా మోస్తే బరువుగా ఉంటుంది. అదే నీటిలో ఉంచితే తేలిక అనిపిస్తుంది. వీటన్నింటికీ కారణం ద్రవాలకు ఉండే ప్రతేక ధర్మాలే. వాటి వల్ల  ద్రవ పదార్థాలు వివిధ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి. అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. నిత్యం అందరి జీవితాలతో ముడిపడిన ఆ ద్రవపదార్థ ధర్మాలను పోటీ పరీక్షార్థులు తెలుసుకోవాలి. వాటి అనువర్తనాలను అర్థం చేసుకోవాలి. 

 

ద్రవాల అధ్యయనాన్ని హైడ్రాలజీ అని, ద్రవ ప్రవాహాల అధ్యయనాన్ని హైడ్రో డైనమిక్స్‌ అని అంటారు. ద్రవ ప్రవాహ రేటును కనుక్కోవడానికి ఉపయోగించే పరికరం వెంచురీ మీటర్‌. ద్రవాలను తుంపర్లుగా చిమ్మడానికి వాడే పరికరం ‘ఆటోమైజర్‌’. సామాన్య ద్రవాల పరిమాణాన్ని బారెల్స్‌లలో కొలుస్తారు. 1 బ్యారెల్‌ = 159 లీటర్లు.

ప్రతి ద్రవ పదార్థానికి ప్రధానంగా నాలుగు ధర్మాలు ఉంటాయి. అవి 1) తలతన్యత  2) స్నిగ్ధత 3) కేళనాళికీయత  4) ద్రవపీడనం

తలతన్యత: ద్రవాల ఉపరితలం సాగదీసిన పొర మాదిరిగా కొంత తన్యతతో ఉంటుంది. ప్రమాణ పొడవులో ద్రవ ఉపరితలం కలగజేసే బలాన్ని తలతన్యత అంటారు. దీని ప్రమాణాలు న్యూటన్‌/మీటర్‌ లేదా డైన్‌/సెం.మీ. * తలతన్యత వల్ల ద్రవాలు కనిష్ఠ ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పొందడానికి ప్రయత్నిస్తాయి. నిర్దిష్ట ఘనపరిమాణం ఉన్న ద్రవం గోళాకార రూపంలో కనిష్ఠ వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అందుకే ద్రవ బిందువు గోళాకారంలో ఉంటుంది. * ద్రవాల తలతన్యత ఉష్ణోగ్రత పెరిగే కొద్దీ తగ్గుతుంది. దీనికి కారణం ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు ద్రవ అణువుల మధ్య దూరం పెరిగి వాటి మధ్య ఆకర్షణ బలాలు తగ్గిపోతాయి. తలతన్యత వల్ల ద్రవ ఉపరితలానికి కొంత స్థితిజ శక్తి ఉంటుంది. తలతన్యత వల్ల ప్రమాణ వైశాల్యంపై ఉన్న స్థితిజ శక్తిని ఉపరితల శక్తి లేదా తన్యత శక్తి అంటారు. దీన్ని జౌల్‌/మీ.2 లలో కొలుస్తారు.

సంసంజన బలాలు: ఒకే విధమైన అణువుల మధ్య ఉండే ఆకర్షణ బలాలను సంసంజన బలాలు అంటారు. తలతన్యతకు ఈ బలాలే కారణం.

అసంజన బలాలు: వేర్వేరు అణువుల మధ్య ఉండే ఆకర్షణ బలాలను అసంజన బలాలు అంటారు. పెట్రోల్, కిరోసిన్‌లను ఒక పాత్రలో పోసినప్పుడు అవి కలిసిపోయి సజాతీయ మిశ్రమం ఏర్పడుతుంది. కిరోసిన్, నీటిని ఒకే పాత్రలో పోసినప్పుడు అవి రెండు కలిసిపోవు. కొన్ని రకాల ద్రవాలు కలిసిపోవడానికి కారణం వాటి అణువుల మధ్య ఉండే సంసంజన బలాల కంటే అసంజన బలాలు ఎక్కువగా ఉండటమే. నీరు, కిరోసిన్‌ విషయంలో సంసంజన బలాలు ఎక్కువగా ఉంటే అసంజన బలాలు తక్కువగా ఉంటాయి.

తలతన్యత - అనువర్తనాలు: * సబ్బులు, డిటర్జంట్‌లు నీటి తలతన్యతను తగ్గిస్తాయి. తద్వారా మురికిని సులువుగా వదిలిస్తాయి. * సబ్బు ద్రావణంతో బుడగలు తొందరగా రావడానికి కారణం నీటి తలతన్యత తగ్గడం. * నీటిపై కిరోసిన్‌ చల్లడం వల్ల నీటి తలతన్యత తగ్గి, నీటిపై నివసించే దోమలు మునిగి చనిపోతాయి. * వేడిగా ఉన్న సూప్‌ తలతన్యత ఎక్కువ కలిగి ఉండి నాలుకపై త్వరగా విస్తరిస్తుంది. దానివల్ల రుచిగా ఉంటుంది. * చిన్న గుండుసూదిని నీటిపై ఉన్న అద్దుడు కాగితంలో వేస్తే కొంతసేపటికి ఆ కాగితం మునిగిపోతుంది. కానీ సూది నీటిపై తేలుతుంది. * నీటిలో ముంచి తీసిన బ్రష్‌ వెంట్రుకలన్నీ ఒకదాంతో మరొకటి అతుక్కుపోతాయి.* కర్పూరం నీటి ఉపరితలంపై ఒకచోట నుంచి మరొక చోటుకి చలిస్తుంది..* నూనె దిద్దిన తలంపై నీటిని చల్లినప్పుడు చిన్న గోళాకార బిందువులు ఏర్పడతాయి.

తలతన్యత - మార్పు: * స్వచ్ఛమైన ద్రవాలకు మలినాలను కలిపితే తలతన్యత తగ్గుతుంది.* ద్రవాలను వేడి చేయడం వల్ల కూడా వాటి మధ్య ఆకర్షణ బలాలు తగ్గి తలతన్యత తగ్గుతుంది.

స్నిగ్ధత:  ప్రవాహి పొరల మధ్య పనిచేస్తూ ప్రవాహి సాపేక్ష గమనాన్ని నిరోధించే ద్రవ ధర్మాన్ని స్నిగ్ధత అంటారు. ఇది వస్తువు చలనంలో ఉన్న నిరోధం లాంటిదని చెప్పవచ్చు.   స్నిగ్ధత ప్రమాణం పాయిస్‌. స్నిగ్ధతను కొలిచే పరికరం విస్కో మీటర్‌. * ప్రవాహులు విరూపణ వికృతికి త్వరగా లోనైతే చలనశీల ప్రవాహులు అని, నిదానంగా ప్రభావితమైతే స్నిగ్ధతా ప్రవాహులని అంటారు. * నీరు, ఆల్కహాల్‌ చలనశీల ప్రవాహులకు; తేనె, ఆముదం స్నిగ్ధ ప్రవాహులకు ఉదాహరణలుగా పేర్కొనవచ్చు. 

అనువర్తనాలు: * గాలి స్నిగ్ధత బలం వల్ల వాన చినుకులు నెమ్మదిగా భూమిని చేరతాయి. * నదుల్లోని నీరు చాలా దూరం ప్రవహించిన తర్వాత నిలకడగా ఉంటుంది.

* గ్లాసులోని నీటిని బాగా కలిపిన తర్వాత కొంతసేపటికి నీరు విరామంలోకి వస్తుంది * గాలి స్నిగ్ధత వల్ల పారాష్యూట్‌ నుంచి దిగే వ్యక్తి తక్కువ వేగంతో భూమిపైకి చేరతాడు.* రక్త కణాలను వేరుచేయడం. * తేనె కంటే నీటి వేగం ఎక్కువగా ఉండటానికి కారణం నీటి స్నిగ్ధత తేనె కంటే తక్కువ.

కేశనాళికీయత:  అక్షం వెంట సన్నని రంధ్రం ఉన్న గాజు కడ్డీని కేశనాళిక అంటారు. వెంట్రుకవాసి మందం ఉన్న నాళిక ద్వారా ప్రవాహులు ఎగబాకడాన్ని కేశనాళికీయత అంటారు. ద్రవం గాజు గొట్టం గోడలతో చేసే స్పర్శ కోణంపై ఆధారపడి ఇది పనిచేస్తుంది. స్పర్శ కోణం 90^O కంటే ఎక్కువగా ఉంటే ద్రవం కేశనాళికలో పైకి ఎగబాకుతుంది. స్పర్శ కోణం 90^O కంటే తక్కువగా ఉంటే ద్రవం కేశనాళికలో కిందికి పోతుంది.

అనువర్తనాలు: * కిరోసిన్‌ దీపం, స్టౌలలో ఉండే ఒత్తులను దూది/సన్నని నూలు దారాలతో చేస్తారు. వీటి మధ్యలో ఉండే ఖాళీల ద్వారా కిరోసిన్‌ లేదా నూనె పైకి ఎగబాకుతుంది. * చెట్ల వేర్లు కేశనాళికీయత ఆధారంగా ఖనిజ లవణాలను భూమి నుంచి శోషిస్తాయి.* ఇంకు పెన్ను పాళీలోని చీలిక ద్వారా ఇంకు ఎగబాకుతుంది.* కాటన్‌ దుస్తులు చెమటను పీల్చుకుంటాయి.* ఒయాసిస్‌లు ఏర్పడటం, కొవ్వొత్తి వెలగడం కేశనాళికీయతకు ఉదాహరణలే.

పీడనం:  ఏకాంక వైశాల్యం ఉన్న తలంపై లంబదిశలో పనిచేసే బలాన్ని పీడనం అంటారు. పీడనం S.I. ప్రమాణం - పాస్కల్, C.G.S. ప్రమాణం - డైన్‌/సెం.మీ.² 

 * వాతావరణ పీడనాన్ని అట్మాస్పియర్లలో కొలుస్తారు. 

* 1 అట్మాస్పియర్‌ = 760 mm of Hg (on 76 cm of Hg) 

* 1 అట్మాస్పియర్‌ = 1.01X 10⁵ పాస్కల్‌

భారమితి: దీన్ని కనుక్కున్న శాస్త్రవేత్త టారిసెల్లి. వాతావరణ పీడనాన్ని కొలిచే పరికరం ఇది. దీనిలో ఉపయోగించే పదార్థం పాదరసం. సాధారణ వాతావరణ పీడనం వద్ద భారమితిలో పాదరస స్తంభం ఎత్తు 76 సెం.మీ. లేదా 760 మి.మీ. భారమితిలో గొట్టం పైభాగంలో ఉండే ఖాళీ ప్రదేశాన్ని టారిసెల్లి శూన్యప్రదేశం అంటారు. టారిసెల్లి శూన్య ప్రదేశం 24 సెం.మీ. ఉంటుంది.

భూ ఉపరితలం నుంచి ఎత్తుకు వెళ్లే కొద్దీ వాతావరణ పీడనం తగ్గుతుంది. లోతుకు వెళ్లే కొద్దీ పెరుగుతుంది. వాతావరణ పీడనం ఆ ప్రదేశంలో ఉష్ణోగ్రత, ఆర్ధ్రతపై ఆధారపడుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే సాంద్రత తగ్గి వాతావరణ పీడనం తగ్గుతుంది. ఆర్ధ్రత పెరిగితే వాతావరణ పీడనం పెరుగుతుంది. బారోమీటర్‌లో అకస్మాత్తుగా పడిపోయే పాదరస మట్టం తుపాను రాకను సూచిస్తుంది. అలాగే నెమ్మదిగా తగ్గితే వర్షం వస్తుందని అర్థం.

* విమానాల ఎత్తును కొలవడానికి అల్టీమీటర్, సముద్ర లోతును కొలవడానికి పాథోమీటర్, సిలిండర్‌లో వాయుపీడనాన్ని కొలవడానికి మానోమీటర్‌లను ఉపయోగిస్తారు.

* ఎత్తయిన ప్రదేశాలకు వెళ్లినప్పుడు అక్కడ వాతావరణ పీడనం శరీరంలో రక్తపీడనం కంటే తక్కువ ఉండటం వల్ల ముక్కు నుంచి రక్తస్రావం జరుగుతుంది.

* విమానాలు పైకి వెళ్లిన తర్వాత లోపల పీడనం తగ్గడం వల్ల బాల్‌పాయింట్‌ పెన్నులోని ఇంకు బయటకు వస్తుంది.

పాస్కల్‌ నియమం: నిశ్చలస్థితిలో ఉన్న ద్రవంపై ఒక బిందువు వద్ద పీడనాన్ని కలిగిస్తే అది ఆ ద్రవంలో అన్ని బిందువులకు ప్రసారమవుతుంది. దీన్నే పాస్కల్‌ నియమం అంటారు.

అనువర్తనాలు: * హైడ్రాలిక్‌ బ్రేకులు, హైడ్రాలిక్‌ జాకీలు, హైడ్రాలిక్‌ ప్రెస్‌లు ఈ నియమం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి.* పత్తిని నొక్కి బేళ్లను తయారుచేయడం, నూనెగింజల నుంచి నూనెను తీయడం.* బ్రామాప్రెస్‌ అనేది ఒక హైడ్రాలిక్‌ యంత్రం.

ఆర్కిమెడిస్‌ సూత్రం: ఏదైనా ద్రవంలో వస్తువును పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా ముంచినప్పుడు నీటిలో కోల్పోయినట్లు అనిపించే బరువుకు, అది తొలగించిన నీటి బరువు సమానం అవుతుంది. దీనినే ఆర్కిమెడిస్‌ సూత్రం అంటారు.

అనువర్తనాలు: 1) నీటిలో జలాంతర్గాములు పనిచేసే విధానం. 2) నీటిలో పడవలు తేలడం. 3) హైడ్రోమీటర్‌లు, లాక్టోమీటర్‌లు పనిచేసే సూత్రం. 4) నీటితో నిండిన బకెట్‌ వాతావరణంలో కంటే నీటిలో తేలికగా ఉండటం. 5) ఆభరణాల స్వచ్ఛతను కనుక్కోవడం.

బెర్నౌలీ సూత్రం: ఏదైనా ఫలకానికి పైభాగంలో సమాంతరంగా గాలి వీచేటప్పుడు దాని తలంపైన పీడనం, కింద పీడనం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. దీనినే బెర్నౌలీ సూత్రం అంటారు.

అనువర్తనాలు: * గదిలో సీలింగ్‌ ఫ్యాన్‌ తిరిగేటప్పుడు గోడకు వేలాడదీసిన క్యాలండర్‌ పేజీలు పైకి ఎగరడం. * తుపాను గాలికి తాటాకుల గుడిసె పైకప్పు ఎగిరిపోవడం. * విమానాలు గాలిలో ప్రయాణించడం. * గాలిపటం భూమి నుంచి కొంత ఎత్తులో ఎగరడం * క్రికెట్‌ ఆటలో బంతి స్పిన్‌ తిరగడం. * వెంచురీ మీటర్, వాహనాల్లో కార్బ్యూరేటర్లు ఈ నియమం ఆధారంగానే పనిచేస్తాయి.

మాదిరి ప్రశ్నలు

1. గాలిలోని సాపేక్ష తేమను కొలిచే పరికరం?

1) వెంచురీమీటర్‌ 2) హైడ్రోమీటర్‌

3) హైగ్రోమీటర్‌ 4) పాథోమీటర్‌

2. విమానాల ఎత్తును కొలిచే పరికరం?

1) అనిమోమీటర్‌ 2) ఆల్టీమీటర్‌

3) యుడోమీటర్‌ 4) పల్వనోమీటర్‌

 

3. వాతావరణ పీడనాన్ని కొలిచే పరిరం?

1) బారోమీటర్‌ 2) అనిమోమీటర్‌ 3) పాథోమీటర్‌ 4) ఆంత్రోమీటర్‌

 

4. నీటిలో ముంచి తీసిన బ్రెష్‌ కేశాలన్నీ దగ్గరగా రావడానికి కారణమైన ధర్మం?

1) స్నిగ్ధత 2) కేశనాళికీయత 3) తలతన్యత 4) ద్రవ పీడనం

 

5. చెట్ల వేర్లు భూమి నుంచి నీరు, ఖనిజ లవణాలను శోషించడానికి కారణమైన ధర్మం?

1) ద్రవ పీడనం 2) కేశనాళికీయత 3) తలతన్యత 4) స్నిగ్ధత

 

6. సముద్ర మట్టం వద్ద సాధారణ వాతావరణ పీడనాన్ని గుర్తించండి.

1) 76 మి.మీ. 2) 760 సెం.మీ. 3) 76 సెం.మీ. 4) 67 సెం.మీ.

 

7. హైడ్రాలిక్‌ బ్రేక్‌లు, హైడ్రాలిక్‌ లిఫ్ట్‌లు పనిచేసే నియమం?

1) పాస్కల్‌ నియమం 2) బాయిల్‌ నియమం

3) బెర్నౌలీ నియమం 4) ఆర్కిమెడిస్‌ నియమం

 

8. తుపాను గాలికి పూరి గుడిసెల పైకప్పులు ఎగిరిపోవడానికి కారణమైన నియమం?

1) ఛార్లెస్‌ నియమం 2) బెర్నౌలీ నియమం

3) ఆర్కిమెడిస్‌ నియమం 4) పాస్కల్‌ నియమం

 

9. హైడ్రోమీటర్, లాక్టోమీటర్‌ పనిచేసే నియమం?

1) ఆర్కిమెడిస్‌ నియమం 2) పాస్కల్‌ నియమం

3) బెర్నౌలీ నియమం 4) ఛార్లెస్‌ నియమం

 

10. భూమి నుంచి కొంత ఎత్తులో ఉన్న ప్యారాచ్యూట్‌ నెమ్మదిగా భూమిని చేరడానికి కారణమైన ధర్మం?

1) తలతన్యత 2) వాయుపీడనం 3) కేశనాళికీయత 4) స్నిగ్ధత

సమాధానాలు: 1-3, 2-2, 3-1, 4-3, 5-2, 6-3, 7-1, 8-2, 9-1, 10-4.

రచయిత: చంటి రాజుపాలెం