වායු පීඩනය

ඝන හා ද්‍රව නිසා මෙන් ම වායු නිසා ද පීඩනයක් හට ගනියි. වායු නිසා පීඩනයක් ඇති විය හැකි ආකාර දෙකක් ඇත. ඉන් එකක් නම් ද්‍රව කඳක බර නිසා පීඩනයක් ඇති වන ආකාරයට ම වායු කඳක බර නිසා පීඩනයක් ඇති වීමයි. වායුගෝලීය පීඩනය ඇති වන්නේ මේ ආකාරයට යි.
වායුවකින් පීඩනයක් ඇති වන අනෙක් ආකාරය වන්නේ සම්පීඩනය කරන ලද වායුවක් ප්‍රසාරණය වීමට ගන්නා උත්සාහය නිසා පීඩනයක් ඇති වීම යි. මෙසේ සම්පීඩනය වූ වායුවකින් පීඩනයක් හටගන්නා බව පහත ක්‍රියාකාරකම මගින් පහසුවෙන් දැකගත හැකි ය.

ද්‍රවයක එකම මට්ටමේ ඇති සියලු ලක්ෂ්‍යවල පීඩන සමාන නිසා බැලූනය සම්බන්ධ කිරීමට පෙර බාහු දෙකේ ජල මට්ටම් සමාන වීමෙන් පෙනෙන්නේ එම ජල මට්ටම් දෙකට ඉහළින් යෙදෙන පීඩන සමාන බව යි. බැලූනයකට වාතය පිරවීමේ දී අප කරන්නේ සීමිත පරිමාවකට විශාල වාත ප්‍රමාණයක් පිරවීම යි. එනම් වාතය සම්පීඩනය කිරීම යි. මෙසේ සම්පීඩනය කරන ලද වාතය අඩංගු බැලූනය ඞ බාහුවට සම්බන්ධ කළ පසු ජල මට්ටම් අසමාන වෙයි. ශ බාහුවේ ජල මට්ටම ඞ බාහුවේ මට්ටමට වඩා ඉහළ යාමෙන් පෙනෙන්නේ ඞ බාහුවේ ජල පෘෂ්ඨයේ දී පීඩනය ශ බාහුවේ ජල පෘෂ්ඨයේ දී පීඩනයට වඩා වැඩි බවයි. මෙසේ පීඩනය වැඩි වූයේ බැලූනයේ ඇති සම්පීඩනය කරන ලද වාතයෙන් ඞ බාහුවට පීඩනයක් යෙදුනු නිසා ය.

වායුගෝලීය පීඩනය
පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට කිලෝමීටර සිය ගණනක් උසට වායු ගෝලය (atmosphere) පිහිටා ඇත. ජලය පිරවූ බඳුනක ජලය තුළ වූ ඕනෑම ලක්ෂ්‍යයක, ඊට ඉහළින් ඇති ජලය නිසා පීඩනයක් හටගන්නා සේම වායුගෝළය තුළ වූ ඕනෑම ලක්ෂ්‍යයක ද ඊට ඉහළින් ඇති වාතයේ බර නිසා පීඩනයක් හටගනියි. මෙම පීඩනය වායුගෝලීය පීඩනය (atmospheric pressure) නමින් හැඳින්වේ. මුලින් ම වායුගෝලීය පීඩනය මනින ලද්දේ ඉතාලි ජාතික ටොරිසෙල්ලි (Torricelli) නමැති විද්‍යාඥයා විසින් ය. ඔහු ඒ සඳහා භාවිත කළ උපකරණය 15.11 රූපයේ පෙන්වා ඇත.

මෙම උපකරණය සාදා ඇත්තේ මීටරයක් පමණ දිග වූ ද, එක් කෙළවරක් සංවෘත වූ ද වීදුරු නළයක් රසදියෙන් පුරවා, එය තුළට වාතය ඇතුල් නොවන සේ රසදිය සහිත භාජනයක සිරස් ව යටිකුරුව රැඳවීමෙනි. මෙසේ නළය යටිකුරුව රැඳවූ විට 15.11 රූපයේ පරිදි නළයේ ඉහළ හිස් අවකාශයක් ඇති වන සේ නළයේ රසදිය යම් ප්‍රමාණයක් පහල බසින බව දැක ගත හැකි ය. නළය තුළ ඉතිරිවන රසදිය කඳේ උස 76 cm පමණ වේ.

නළයේ අඩංගු රසදිය සියල්ල ම භාජනයට ගලා නොයන්නේ පිටතට නිරාවරණය වූ රසදිය පෘෂ්ඨය වායුගෝලීය පීඩනය මගින් තද කරගෙන සිටින නිසා බව ටොරිසෙල්ලි තේරුම් ගත්තේ ය. නමුත් වායු ගෝලීය පීඩනය ප්‍රමාණවත් වන්නේ 76 cm පමණ උසක රසදිය කඳක් පවත්වා ගැනීමට පමණකි. නළය තුළ වූ රසදිය කඳෙහි උස 76 ජප දක්වා පහළ බසින්නේ ඒ නිසා ය. මේ අනුව රසදිය කඳේ උස වායුගෝලීය පීඩනයේ මිනුමක් වේ. එම රසදිය කඳට ඉහළින් ඉතිරි වන හිස් අවකාශයට වාතය ඇතුල් විය නොහැකි නිසා එම අවකාශය රික්තකයක් විය යුතු ය.

ද්‍රවයක් තුළ එකම මට්ටමේ පිහිටි ඕනෑ ම ලක්ෂ්‍ය දෙකක පීඩන සමාන බව අපි දැන් දනිමු. ඒ අනුව, භාජනයේ නළයට පිටතින් රසදිය පෘෂ්ඨය මත පිහිටි ලක්ෂ්‍යයක පීඩනය වාය ුගො ්ල ීය පීඩනයට සමාන නිසා එම මට්ටමේ ම නළය තුළ පිහිටි ලක්ෂ්‍යයක පීඩනය ද වායුගෝලීය පීඩනය ම විය යුතු ය. ද්‍රව කඳේ උස සැලකීමෙන් නළය තුළ පිහිටි එම ලක්ෂ්‍යයේ පීඩනය ඡ ු ය ρ ට යන සූත්‍රයෙන් ගණනය කර ගත හැකි ය. ඒ අනුව වායුගෝලීය පීඩනය ය ρ ට විය යුතු ය. නමුත් පීඩනය මැනීමේ පහසු ඒකකයක් ලෙස රසදිය කඳේ උස ද බහුලව භාවිත වේ. මෙම පරීක්‍ෂණය සිදු කරන ලද්දේ මුහුදු මට්ටමේ දී නම්, රසදිය කදේ උස 76 cm පමණ වනු ඇත. නළය භාජනයේ අඩංගු රසදිය තුළට මඳක් ගිල්වුවහොත් එවිට ද රසදිය කදේ උස නොවෙනස් ව පවතිනු ඇත. සිදුවන්නේ රික්තයක් පවතින කොටසේ උස අඩු වීම පමණකි. නළය ආනත කළහොත් නළය දිගේ රසදිය කඳ ඉහළ නඟින සේ පෙනුන ද රසදිය කඳේ සිරස් උස මැන්න විට එය 76 cm ම වේ.

මුහුදු මට්ටමේ දී වායූගෝලීය පීඩනය 76 cm Hg වන අතර, මුහුදු මට්ටමෙන් ඉහළට යත්ම වායුගෝලයේ වායු කඳේ උස අඩු වන නිසා වායුගෝලීය පීඩනය අඩු වේ. උදාහරණයක් ලෙස, එවරස්ට් කඳු මුදුනේ වායුගෝලීය පීඩනය 25 cm Hg පමණ වේ. මේ හැරෙන්නට කාලගුණය අනුව ද වායුගෝලීය පීඩනය වෙනස් විය හැකි ය. වායුගෝලීය පීඩනය මැනීමට රසදිය භාවිතයෙන් සාදා ගත් උපකරණය රසදිය වායු පීඩනමානය (mercury barometer) නම් වේ

වායුගෝලීය පීඩනය මැනීම සඳහා ද්‍රව භාවිත නොකරන පීඩනමාන ද ඇත. ඒවා නිර්ද්‍රව වායු පීඩනමාන (aneroid barometers) නමින් හැඳින්වේ.
15.12 රූපයේ දැක්වෙන්නේ, එවැනි නිර්ද්‍රව වායු පීඩනමානයකි. මෙහි තුනී ලෝහ බිත්ති සහිත, වාතය ඉවත් කළ කුහරයක් ඇත. පිටත පීඩනය වෙනස් වන විට මෙම කුහරයේ බිත්තිවල හැඩය වෙනස් වෙයි. එම හැඩය වෙනස් වීම අනුව කරකැවෙන දර්ශකයක් සහ පීඩනය කියවා ගැනීමට පරිමාණයක් ඇත.