ঘনত্বমাপকের ডিগ্রি
তরলের ঘনত্বের SI-বহির্ভূত মাপনী · রাশি: 60 °F-এ আপেক্ষিক ঘনত্ব
তেলের বাজার এমনভাবে গড়া যে ভারী পণ্যই সস্তা হয়ে দাঁড়ায়: Athabasca-র বিটুমেন ছাড়ে বিক্রি হয় আর টেক্সাসের হালকা শ্রেণি বাড়তি দামে, আর দামের এই গোটা ফারাক চুক্তিতে লেখা হয় একটিমাত্র সংখ্যায়, API ডিগ্রিতে। এদের মাপনী জিনিসের চেনা ক্রমের উল্টো দিকে চলে, কারণ তরল যত ঘন, ডিগ্রি তত কম জোটে। শূন্য পড়েছে জলের চেয়ে ভারী তরলে, আর জলকেই দেওয়া হয়েছে ঠিক দশ।
সেই একই কাচের ভাসকে আরও দুটি মাপনী আছে, অন্য পেশা থেকে পাওয়া: রসায়নবিদ দণ্ডে পড়েন Baumé ডিগ্রি, আর চর্মকার ও রঞ্জক পড়েন Twaddell ডিগ্রি। তিনটিই একই কথা বলে, যন্ত্রটি তরলে যত গভীরে ডুবেছে তার কথা, কিন্তু প্রত্যেকে তা করে নিজের সংখ্যায় ও নিজের পরিসরে, যার বাইরে সে কেবল চুপ করে থাকে।
01 · সংজ্ঞা
তিনটি ডিগ্রিই আপেক্ষিক ঘনত্বের নতুন করে লেখা রূপ ছাড়া কিছু নয়, অর্থাৎ তরলের ঘনত্বের সঙ্গে জলের ঘনত্বের অনুপাত, দুটিই একই 60 °F তাপমাত্রায় নেওয়া। যন্ত্র তিন ক্ষেত্রেই এক, দণ্ডে মাপনী বসানো কাচের ভাসক, আর তফাত কেবল সেই সূত্রে যার অনুসারে মাপনীটি কাচে আঁকা হয়েছে।
ঘনত্বমাপক তত গভীরে ডোবে যত তরল হালকা, কারণ সে ঠিক নিজের ওজনের সমান তরল সরায়, আর ডোবার গভীরতা ঘনত্বের নয়, তার বিপরীত মানের সমানুপাতী হয়। সূত্রের চেহারা এখান থেকেই: API ডিগ্রিতে ও Baumé-র হালকা শাখায় ঘনত্ব হরে বসে, তাই সংখ্যা হালকা তরলের দিকে বাড়ে, অথচ Twaddell-এর হরই নেই — তাঁর মাপনী ঘনত্বে রৈখিক এবং জল থেকে কেবল উপরের দিকে গোনা হয়।
Baumé-র মাপনীর দুটি শাখা, ভারী আর হালকা, আর যন্ত্রে সর্বদা লেখা থাকে কোনটি আঁকা। দুটিই জল থেকে শুরু হয়, কিন্তু পরে আলাদা হয়ে যায়: ভারীটি নিয়ে যায় অ্যাসিড ও ক্ষারের দিকে, হালকাটি অ্যালকোহল ও জ্বালানির দিকে। এদের গুলিয়ে ফেলা যত সহজ মনে হয় তার চেয়েও সহজ, আর তীব্র অ্যাসিডে শাখা বাছার ভুল দশ ডিগ্রি পর্যন্ত পৌঁছয়।
মাপনীর সংখ্যাটির অর্থ কেবল সেই তাপমাত্রার সঙ্গেই, যেখানে তা নেওয়া হয়েছে: কাচ 60 °F-এর জন্য দাগ কাটা, আর উষ্ণ নমুনা অনিবার্যভাবে কম ঘনত্ব দেয়। তেল-বাণিজ্যে এর সংশোধন চোখে আন্দাজ করা হয় না, ASTM D1250 সারণি থেকে নেওয়া হয় — আগে পাঠটি প্রসঙ্গ ষাট ডিগ্রিতে আনা হয়, তবেই আয়তন ও টাকা গোনা হয়।
ঘনত্ব সরান: ভাসক উপরে ওঠে বা ডুবে যায়, আর তিনটি মাপনী তার অবস্থান পড়ে প্রত্যেকে নিজের মতো। প্রত্যেকের নিজস্ব অন্ধ এলাকা আছে, আর যেখানে দুটি মাপনী এখনও কাজ করে, সেখানে তৃতীয়টি আর কিছু দেখায় না।
সবুজ রেখা হল API ডিগ্রি: ঘনত্ব বাড়ার সঙ্গে তারা নামে। কমলা হল Twaddell ডিগ্রি, যা উল্টে বাড়ে। রেখা দুটি জলে কাটাকাটি করে, যেখানে API দেয় দশ আর Twaddell শূন্য, তারপর বিপরীত দিকে সরে যায়: একটি মাপনী তেলের জন্য দাগ কাটা, যা জলের চেয়ে হালকা, অন্যটি অ্যাসিড ও ক্ষারের জন্য, যারা ভারী। একই দণ্ডে দুটি মাপনী বসানো যন্ত্র কেউ বানায় না, কারণ তাদের সাধারণ পরিসর বড় বেশি সরু।
02 · রূপান্তর
একটি পাঠ দিন, বাকিগুলি পাতাটিই দেবে
সব মাপনীই 60 °F-এ একটিমাত্র আপেক্ষিক ঘনত্বে এসে মেলে, তাই পরস্পরে ঠিকঠাক রূপান্তরিত হয়। ভুল আসে কেবল সেখানে, যেখানে পাঠ অন্য তাপমাত্রায় নেওয়া হয়েছে এবং সারণি অনুসারে প্রসঙ্গে আনা হয়নি।
Baumé-র ভারী শাখার গুণাঙ্ক নানা দেশে নানা রকম নেওয়া হত — 144.3, 145 বা 146.3 — আর গুণাঙ্ক বাছাই রাখা হয়েছে পাতার সূক্ষ্ম বিন্যাসে: তীব্র অ্যাসিডে ফারাক প্রথম অঙ্কেই দেখা যায়।
সাড়ে পনেরো ডিগ্রি সেলসিয়াস কোনও গোল সংখ্যা নয়, কারও খেয়ালও নয়: এ ঠিক 60 °F, আমেরিকান থার্মোমিটারের সেই চেনা ষাট ডিগ্রি, যার উপরে তেলের গোটা হিসাব দাঁড়িয়ে। উষ্ণ নমুনা বাস্তবের চেয়ে বেশি API ডিগ্রি দেখায়, আর ট্যাংকার-আকারের চালানে এই ফারাক টাকাতেই গোনা হয়; তাই পাঠ আগে প্রসঙ্গে আনা হয়, তবেই আয়তন দিয়ে গুণ করা হয়।
| মন্তব্য | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · মাত্রার ক্রম
লগারিদমীয় মাপনী: বাতাস থেকে অসমিয়াম পর্যন্ত04 · মাপার যন্ত্র
তরলের ঘনত্ব কী দিয়ে মাপা হয়
পেটে ছররা আর দণ্ডে মাপনী বসানো ভাসক: সেই দাগটি পড়া হয় যা তরলের তলের সঙ্গে মিলেছে। একটি যন্ত্র ঘনত্বের সরু বলয় ধরে, তাই এগুলি ছয় থেকে নয়টির সেটে বাক্সসহ বিক্রি হয়। পদ্ধতিটি ASTM D1298-এ বর্ণিত এবং তেল গ্রহণের সময় আজও বৈধ।
জানা আয়তনের পাত্র খালি ও ভরা অবস্থায় ওজন করা হয়, তাপস্থাপকে রেখে। যান্ত্রিক উপায়গুলির মধ্যে এটিই সবচেয়ে নির্ভুল: ঘনত্বের পঞ্চম অঙ্ক নিশ্চিতভাবে মেলে। দাম হল সময়, একটি নমুনায় প্রায় আধ ঘণ্টা যায় — বদলে ঘনত্বমাপকগুলিই পিকনোমিটার দিয়ে যাচাই করা হয়।
বাঁকানো নলটিকে তার নিজের কম্পাঙ্কে দোলানো হয়, আর ভিতরের জিনিস যত ঘন, তত ধীরে দোলে। ঘনত্ব যন্ত্র দোলনকাল থেকে হিসাব করে এবং নিজেই তা 60 °F-এ আনে। নমুনার এক মিলিলিটারই যথেষ্ট, উত্তর আসে আধ মিনিটে — গবেষণাগারে এমন যন্ত্র ভাসককে বহু আগেই সরিয়ে দিয়েছে।
পাইপলাইনে ঘনত্ব অবিরাম দরকার, তাই সেখানে ভরপ্রবাহ মাপক বসানো হয়: সে দুটি ফাঁস দোলায় এবং তাদের মোচড় থেকে একসঙ্গে ভর-প্রবাহ ও ঘনত্ব নির্ণয় করে। API ডিগ্রি যন্ত্র তখনই দেয়, ফলে সংখ্যাটি নমুনা ছাড়া, মানুষ ছাড়াই বাণিজ্যিক প্রতিবেদনে পৌঁছয়।
05 · লেখার নিয়ম
শাখা ও ফারেনহাইট ডিগ্রি ছাড়া কোনও সংখ্যার অর্থ নেই
ডিগ্রির চিহ্ন বসে অক্ষরের আগে ও তাদের সঙ্গে লাগোয়া, আর মান আলাদা হয় ফাঁক দিয়ে। Baumé-র বেলায় শাখা জানানো বাধ্যতামূলক, ভারী কি হালকা। API ডিগ্রিতে তাপমাত্রা বাদ দেওয়া চলে কেবল এই কারণে যে তা সর্বদা একই, 60 °F; নমুনা অন্য তাপমাত্রায় মাপা হলে তা আলাদা করে লেখা হয়।
তৃতীয় লেখাটি রাশিকে তার মাপনীর সঙ্গে গুলিয়ে ফেলে: ঘনত্ব মাপা হয় কিলোগ্রাম প্রতি ঘনমিটারে, আর API ডিগ্রি একটি মাত্রাহীন সংখ্যা, ঘনত্ব থেকে হিসাব করা। চতুর্থ ভুলটি কারখানায় সবচেয়ে চেনা: 66 °Bé-র গন্ধকাম্লে প্রায় 93 % মনোহাইড্রেট থাকে, কোনওমতেই 66 % নয়। শতাংশ ডিগ্রির সঙ্গে মেলে কেবল Brix ও Plato-তে, যেখানে মাপনী এভাবেই ভাবা হয়েছিল।
06 · প্রতিবেশী একক
অর্থের দিক থেকে কাছে আছে সেই সব মাপনী, যেখানে ঘনত্ব শিল্পের সুবিধামতো সংখ্যায় নতুন করে লেখা: চিনি গোনা হয় Brix-এ, আঙুরের রস Oechsle-এ, তেল API-তে — আর সবগুলির নিচে পড়ে আছে একটিই মাত্রাহীন আপেক্ষিক ঘনত্ব।
মাপনী উল্টো দিকে চলে
জল থেকে দুটি শাখা
ঘনত্বের সাপেক্ষে রৈখিক
Simetrium-এর নথিগুলির মধ্যে সবচেয়ে কাছে আছে kg/m³-এ ঘনত্ব, যাতে তিনটি মাপনীই ফিরে আসে, ডিগ্রি Brix আর ডিগ্রি Plato নিজেদের চিনি-সারণি নিয়ে, ব্যারেল, যেখানে তেল আয়তনে গোনা হয়, আর তেল-সমতুল্য ব্যারেল, যেখানে আয়তনের সঙ্গে দহন তাপও যোগ হয়।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
লবণ, চামড়া ও তেল
Antoine Baumé দণ্ডে দাগ কাটলেন দুটি বিন্দু ধরে: বিশুদ্ধ জল দিল শূন্য, আর পনেরো ভাগ লবণে পঁচাশি ভাগ জলের দ্রবণ দিল পনেরো। এই দুই চিহ্নের মাঝের দূরত্ব তিনি সমানভাবে ভাগ করলেন, আর এমন মাপনী বেরোল যা ওষুধ-বিক্রেতারা তখনই মেনে নিলেন।
স্কটিশ কারিগর William Twaddell সূত্র ছাড়াই চালিয়ে নিলেন: এক ডিগ্রিকে ধরলেন ঘনত্বের পাঁচ হাজার ভাগের এক, ফলে হিসাব করার কিছুই রইল না। বিরঞ্জন ও চর্মপক্বীকরণের দ্রবণ জলের উপরে সরু এক বলয়ে রাখা হয়, আর চর্মকার ও বস্ত্রশিল্পীরা আজও Twaddell ডিগ্রিতেই কথা বলেন।
আমেরিকান তেল-ঘনত্বমাপকে দশকের পর দশক 141.5 গুণাঙ্কে দাগ কাটা হয়েছে, যদিও Baumé-র সূত্র চাইত 140। মান-দপ্তর অমিলটি ধরে ফেলে কাচ নতুন করে গড়ার বদলে তাকে আইনসিদ্ধ করাই শ্রেয় মনে করল — আর এভাবেই API মাপনীর জন্ম।
গবেষণাগারে ঘনত্ব বহুকাল ধরেই কম্পমান নল দিয়ে নেওয়া হয়, আর পাইপে ভরপ্রবাহ মাপক দিয়ে, তবু তেলের চুক্তি আজও API ডিগ্রিতেই লেখা হয় এবং হালকা শ্রেণির বাড়তি দাম সেই অনুসারেই গোনা হয়। মাপনী নিজের যন্ত্রকে ছাড়িয়ে বেঁচে রইল: সংখ্যা সেই একই থেকে গেল, আর এই শৃঙ্খলে ভাসক আর নেই।
এমন একক, যার না আছে মান-নমুনা, না শূন্য নিজের জায়গায়
API ডিগ্রি নিজে যাচাই করা যায় না: যাচাই হয় ঘনত্বমাপক যন্ত্র, আর ডিগ্রি সূত্র অনুসারে ঘনত্ব থেকে বেরোয়। এই শৃঙ্খলে দুটি রাশি পরীক্ষা করতে হয়, ঘনত্ব ও তাপমাত্রা, আর দ্বিতীয়টি প্রথমটির চেয়ে ভারী পড়ে। উষ্ণ তেল হালকা, তার ডিগ্রি বেশি বেরোয়, অর্থাৎ চুক্তি অনুসারে সে দামি; তাই নমুনার তাপমাত্রা পাঠের সঙ্গেই লেখা হয়, আর সংশোধন নেওয়া হয় সারণি থেকে, মুখস্থ হিসাবে নয়।
এই মাপনীর শূন্য জলে নয়, দাঁড়িয়ে আছে ঘনত্ব 1.076-এ, সেখানে যেখানে জল বহু আগেই পিছনে পড়ে গেছে। এমনই ঠিক করেছিল সেই সূত্র, যা জলের চেয়ে হালকা তরলের জন্য ভাবা হয়েছিল: তার শূন্য গিয়ে পড়ল সব ভৌত অর্থের বাইরে। ভারী শ্রেণিগুলি ঋণাত্মক ডিগ্রিতে চলে যায়, আর বাণিজ্যিক প্রতিবেদনে বিয়োগ চিহ্ন অদ্ভুত ঠেকে, তবু একেবারে স্বাভাবিক বলেই ধরা হয়।
তালিকা · মাপের একক
প্রতিটি রাশির জন্য একটি নথি
SI-এর সাতটি মূল একক, নিজস্ব নামওয়ালা বাইশটি উদ্ভূত একক, আর ব্যবস্থার বাইরের সেই রাশিগুলি যেগুলি ছাড়া প্রযুক্তিও চলে না, পঞ্জিকাও নয়।