বায়ুমণ্ডলীয় চাপ
atm — SI-বহির্ভূত একক · রাশি: চাপ · ঠিক 101 325 Pa
ফ্লোরেন্সের কুয়ো-খননকারীরা নালিশ করত যে যত চেষ্টাই করা হোক, কোনো পাম্পই সাড়ে দশ মিটারের উপরে জল তুলতে পারে না। গালিলেও ঠাট্টা করে বলেছিলেন, প্রকৃতির শূন্যতা-ভীতি বোধ হয় ফুরিয়ে আসছে। তাঁর ছাত্র টরিচেল্লি বিষয়টি গুরুত্ব দিয়ে যাচাই করতে চাইলেন এবং জলের বদলে পারদ নিলেন — পারদ চোদ্দো গুণ ভারী, তাই স্তম্ভ ছোট হবে আর টেবিলেই এঁটে যাবে। মুখবন্ধ নলে পারদ থামল ছিয়াত্তর সেন্টিমিটারে, আর তার উপরে রয়ে গেল এমন এক শূন্যতা যা থাকারই কথা ছিল না। তার মানে পাম্প কিছুই টানে না: জলকে নলের ভিতরে ঠেলে দেয় বাতাস, আর ঠেলে ঠিক সেই বলেই যতটা এই স্তম্ভ সামলাতে পারে। টরিচেল্লি লিখেছিলেন, আমরা বাতাসের এক মহাসাগরের তলদেশে ডুবে বাস করি।
01 · সংজ্ঞা
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ SI-বহির্ভূত চাপের একক, যা ঠিক 101 325 প্যাসকেলের সমান। সংখ্যাটি মাপা নয়, নির্ধারিত: শূন্য ডিগ্রিতে এবং প্রমাণ অভিকর্ষজ ত্বরণে 760 mm উঁচু পারদ স্তম্ভের চাপ, একবার হিসাব করে 1954 সাল থেকে সংজ্ঞা হিসেবে স্থির করা।
লক্ষ করুন যুক্তির সঙ্গে কী ঘটল। প্রথমে একক ছিল একটি বস্তু: পারদের স্তম্ভ, যা ঢালা যায়, রুলার দিয়ে মাপা যায়, চোখে দেখা যায়। তারপর সেই বস্তুকে পারদের ঘনত্ব ও অভিকর্ষ দিয়ে হিসাব করে পাঁচ অঙ্কের সংখ্যা পাওয়া গেল — আর সেই সংখ্যাকেই একক বলে ঘোষণা করা হলো। এরপর পারদের আর দরকার রইল না: কাল যদি জানা যায় তার ঘনত্ব আরও একটু নিখুঁতভাবে জানা গেছে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ একটুও নড়বে না, কারণ সে আর পারদ নিয়ে নয়।
এই এককে বিভ্রান্তিকর কেবল নামের দ্বিতীয় ভাগ। «প্রমাণ» বায়ুচাপ জানালার বাইরে কী ঘটছে সে বিষয়ে কিছুই বলে না: ভূপৃষ্ঠে আসল চাপ টাইফুনের চোখের 870 হেক্টোপ্যাসকেল থেকে শীতের সাইবেরিয়ার উপরে 1085 পর্যন্ত দোল খায়, আর ঠিক এক বায়ুমণ্ডল মিলে যাওয়া কড়াভাবে বললে নেহাতই কাকতালীয়। এটি প্রসঙ্গবিন্দু, পরিমাপ নয়: গ্যাসের আয়তন এতে আনা হয়, স্ফুটনাঙ্ক এখান থেকে গোনা হয়, চাপমাপক এ দিয়েই ক্রমাঙ্কিত হয় — আর অভ্যাসবশত একে বলা হয় «স্বাভাবিক চাপ», যদিও প্রকৃতিতে স্বাভাবিক চাপ বলে কিছু নেই।
নির্ধারিত এই সংখ্যা থেকেই এই পাতার সমস্ত পাটিগণিত বেরোয়: বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পারদ স্তম্ভের মিলিমিটারের ঠিক ৭৬০ গুণ, বারের 1.013 25 গুণ এবং কারিগরি বায়ুমণ্ডলের 1.033 গুণ — সেই «at», প্রতি বর্গসেন্টিমিটারে কিলোগ্রাম-বল, যাকে আজও আসলটির সঙ্গে গুলিয়ে ফেলা হয়। দুইয়ের ফারাক তিন শতাংশ: হিসাব বিগড়ে দেওয়ার পক্ষে যথেষ্ট, আর চাপমাপকে ভুল ধরার পক্ষে বড্ড কম।
এক বায়ুমণ্ডল মানে প্রতি বর্গমিটারে চেপে থাকা দশ টন তিনশো ত্রিশ কিলোগ্রাম বাতাস: প্রাপ্তবয়স্কের কাঁধে প্রায় ছয়শো কিলোগ্রাম, হাতের তালুতে দেড়শো। সে আমাদের পিষে ফেলে না, কারণ বাইরে থেকেও চাপে, ভিতর থেকেও — কিন্তু এক দিক থেকে অর্ধেক সরিয়ে নিন, আর ফারাকটা সঙ্গে সঙ্গে বেশ টের পাওয়া বল হয়ে ওঠে। চোষক, স্ট্র, কাচ তোলার শূন্য-লিফটার আর শ্বাস নেওয়ার সময়ের বুক — সবই একই নিয়মে চলে: এক দিকের চাপ সামান্য কমান, বাকি কাজটা বায়ুমণ্ডলকেই করতে দিন।
02 · রূপান্তর
একটি মান লিখুন — এই পাতা তা বাকি এককে বদলে দেবে
তিনটি পরিবার: চাপের স্কেল নিজেই, সেই চাপের নিচে থাকা চেনা বস্তুগুলি, আর বায়ুমণ্ডলের ঠিক করে দেওয়া প্রমাণ অবস্থা।
আসল ফাঁদ সহগে নয়, বরং কোথা থেকে গোনা হচ্ছে তাতে। ঘরোয়া চাপমাপক — টায়ারের, কম্প্রেসারের, কাঁটাওয়ালা যেকোনোটিই — দেখায় গেজ চাপ, অর্থাৎ চারপাশের বাতাসের সঙ্গে ফারাক; «চাকায় আড়াই» মানে পরম হিসেবে সাড়ে তিন। গ্যাস সূত্রের সমীকরণ, স্ফুটনাঙ্ক আর দ্রাব্যতা — সবেরই দরকার পরম চাপ। ইংরেজি তালিকায় psig আর psia, এই দুই লেখা তাই থেকেই, আর বিগড়ে যাওয়া হিসাবের অর্ধেকও এখান থেকেই: দুটিকে গুলিয়ে ফেলা মানে ঠিক এক বায়ুমণ্ডল ভুল করা, যা কম চাপে মাপা রাশিটার চেয়েও বড়।
| লিখন | কী বোঝায় | মান | কোথায় মেলে |
|---|---|---|---|
| atm | প্রমাণ বায়ুচাপ | 1.0000 | রসায়ন, ডুবুরিবিদ্যা |
| Pa | প্যাসকেল, SI একক | 101325 Pa | মান ও হিসাব |
| kPa | কিলোপ্যাসকেল | 101.325 | টায়ার, SI-তে কারিগরি |
| bar | bar | 1.01325 | জলচালিত ব্যবস্থা, ডুব |
| hPa | হেক্টোপ্যাসকেল, অর্থাৎ মিলিবার | 1013.3 | আবহাওয়ার খবর |
| mmHg | টর | 760.00 | চিকিৎসা, শূন্যপ্রযুক্তি |
| at | কারিগরি, kgf/cm² | 1.0332 | পুরোনো নথি |
| psi | প্রতি বর্গইঞ্চিতে পাউন্ড | 14.696 | অ্যাংলো-আমেরিকান কারিগরি |
| mmHg | রক্তচাপ | 101325 Pa | 120 mm — সুস্থ প্রাপ্তবয়স্কের উপরের চাপ |
| bar | গাড়ির টায়ার | 101325 Pa | মিটারে 2.5 bar |
| atm | ডুবুরির সিলিন্ডার | 101325 Pa | ইস্পাতের সিলিন্ডারে ২০০ বায়ুমণ্ডল |
| hPa | আবহাওয়ার খবর | 101325 Pa | ভূপৃষ্ঠে 1013 hPa |
| atm | IUPAC-এর প্রমাণ অবস্থা | 101325 Pa | 1982 সাল থেকে 1 bar, তার আগে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ |
| kPa | স্বাভাবিক অবস্থা | 101325 Pa | 101.325 kPa ও 0 °C |
| mmHg | ব্যারোমিটার ক্রমাঙ্কন | 101325 Pa | 0 °C ও g₀-তে 760 mm |
রূপান্তরগুলি নিখুঁত: এই সব একক পূর্ণ সহগ দিয়ে প্যাসকেল থেকে সংজ্ঞায়িত, আর কোনোটিকেই পরীক্ষা দিয়ে শোধরাতে হয় না। সারণিতে একমাত্র জীবন্ত সংখ্যা হেক্টোপ্যাসকেল: সে মিলিবারের সঙ্গে মেলে, আর সেই কারণেই আবহাওয়াবিদ্যা পর্যবেক্ষকদের নতুন করে শেখানো বা মানচিত্র নতুন করে আঁকা ছাড়াই একক বদলে ফেলতে পেরেছিল।
03 · মাত্রার ক্রম
চাপের দশমিক লগারিদম, বায়ুমণ্ডলেবসবাসযোগ্য পাল্লা ও দৈনন্দিন কারিগরি
04 · মাপার যন্ত্র
বায়ুচাপ মাপা হয় কী দিয়ে
এক মিটার লম্বা কাচের নল, এক দিক বন্ধ, পারদে ভরা এবং বাটিতে উল্টে বসানো: পারদ নামতে থাকে যতক্ষণ না সাম্যের উচ্চতায় থামে, আর তার উপরে থেকে যায় টরিচেল্লির শূন্যতা — হাতে বানানো প্রথম শূন্যস্থান। যন্ত্রটি নিখুঁতভাবে সঠিক আর ততটাই অসুবিধাজনক: ভারী, হেলানো সয় না, পারদের তাপমাত্রা ও স্থানীয় অভিকর্ষের জন্য সংশোধন চায়। বিনিময়ে ক্রমাঙ্কনের দরকার নেই — রুলারই স্কেল।
সেই একই নীতি, তবে পরিমাপবিদ্যার স্তরে তোলা: বাটির তলা চামড়ার থলিতে আঁটা, আর স্ক্রু ঘুরিয়ে তার তল প্রতিবার স্কেলের শূন্যে আনা হয় — হাতির দাঁতের এক ডগায়, যাকে পারদে নিজের ছায়া কেবল ছুঁয়ে থাকতে হয়। এরপরই স্তম্ভের চূড়া ভার্নিয়ারে, মিলিমিটারের দশ ভাগের এক ভাগ পর্যন্ত পড়া হয়। এমন ব্যারোমিটার দিয়েই বিংশ শতকের মাঝামাঝি পর্যন্ত ক্রমাঙ্কন বেঞ্চে চাপ ঠিক করা হতো, আর তাদেরই পাঠ থেকে — শূন্য ডিগ্রি ও প্রমাণ অভিকর্ষে এনে — জন্ম নিয়েছিল 101 325 সংখ্যাটি।
পারদের বদলে একটি চ্যাপ্টা ঢেউ-খেলানো কৌটো, যার ভিতর থেকে বাতাস বার করে নেওয়া: চাপ বাড়লে সামান্য চেপে যায়, কমলে সোজা হয়। তার দেয়ালের চলন মিলিমিটারের দশ ভাগের এক ভাগ মাত্র, আর যন্ত্রের সমস্ত কৌশল সেই লিভারে যা এই নড়াচড়াকে বাড়িয়ে কাঁটার দোলা বানায়। অ্যানেরয়েড বয়ে নেওয়া যায়, পড়ে গেলেও চলে, দরজার পাশে ঝুলিয়ে রাখা যায়, কিন্তু সময়ের সঙ্গে সে মিথ্যা বলে: স্প্রিং ক্লান্ত হয়, তাই পারদের যন্ত্রের সঙ্গে মিলিয়ে নিতে হয়। এভাবেই একই রাশি পেল «সঠিক» যন্ত্র আর «সুবিধাজনক» যন্ত্র।
ফোনের ভিতরে বাস করে বালুকণার মাপের সিলিকন পর্দা: চাপে সে বেঁকে যায়, আর বাঁকের সঙ্গে বদলে যায় তার কিনারায় বসানো বিকৃতি-মাপকের ধারকত্ব বা রোধ। সংবেদনশীলতা প্রায় দশ প্যাসকেল, অর্থাৎ এক মিটারেরও কম উচ্চতা, তাই নেভিগেশন এক তলা আর তিন তলা আলাদা করতে পারে। পৃথিবীতে ব্যারোমিটার এখন থার্মোমিটারের চেয়েও বেশি, আর লক্ষ লক্ষ ফোন থেকে জোগাড় করা তাদের পাঠ ইতিমধ্যেই আবহাওয়া পূর্বাভাসের মডেলে ঢুকছে।
05 · লেখার নিয়ম
তিনটি ছোট অক্ষর আর একটি শর্ত
এই একক কারও নামে নয়, তাই সংকেত ছোট হাতের অক্ষরে লেখা হয়; এতে উপসর্গ জোড়া হয় না।
বড় হাতের «A» আমদানি করা যন্ত্রপাতির তালিকায় দেখা যায় এবং সব সময়ই তা অসাবধানতার চিহ্ন, অন্য কোনো একক নয়। বার বায়ুমণ্ডল থেকে 1.3 শতাংশ আলাদা এবং তাকে আনাই হয়েছিল যাতে প্যাসকেলের গোল সংখ্যা মেলে; আবহাওয়াবিদ্যা ত্রিশের দশকেই বায়ুমণ্ডল ছেড়ে তার দিকে গেছে, আর খবর যায় হেক্টোপ্যাসকেলে, যা সংখ্যায় মিলিবারের সমান। কারিগরি «at» হলো প্রতি বর্গসেন্টিমিটারে কিলোগ্রাম-বল, আসলটির চেয়ে তিন শতাংশ ছোট, আর পুরোনো নথিতে atm-এর চেয়েও ঘন ঘন মেলে। ডান দিকের শেষ লাইনটি সেই বিষয়ে যা বাদ পড়ে যায়: «পরম» বা «গেজ» লেখা না থাকলে চাপের সংখ্যা অসম্পূর্ণ, আর এটাই একমাত্র শর্ত যা বাদ দেওয়া চলে না।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
শূন্যতা কীভাবে একক হলো
পরীক্ষায় লেগেছিল এক মিনিট, আর তা নিয়ে তর্ক চলেছিল কুড়ি বছর: নলে পারদের উপরে মিলল এমন শূন্যতা, যা সকলের বিশ্বাস অনুযায়ী থাকতেই পারে না। টরিচেল্লি সব একসঙ্গে বুঝিয়ে দিলেন: স্তম্ভকে ধরে রাখে বাতাসের ভার, আর তার উচ্চতা স্থির নয় — তা দিনে দিনে বদলাত। দার্শনিক তর্কের জন্য ভাবা যন্ত্রটি সঙ্গে সঙ্গে হয়ে দাঁড়াল আবহাওয়ার ভবিষ্যদ্বক্তা, আর এটিই একমাত্র ঘটনা যখন আবহাওয়াবিদ্যার জন্ম হলো শূন্যতা থেকে।
ব্লেজ পাসকাল ভেবে দেখলেন: স্তম্ভকে যদি বাতাস ধরে রাখে, তবে পাহাড়ে বাতাস কম, তাই স্তম্ভ নামতে বাধ্য। তিনি নিজে ছিলেন বড় দুর্বল, তাই পুই-দ্য-দোমে উঠলেন তাঁর ভগ্নিপতি ফ্লোরাঁ পেরিয়ে, দুটি নল নিয়ে: একটি রেখে এলেন পাহাড়ের পাদদেশে এক সন্ন্যাসীর নজরে, অন্যটি নিয়ে গেলেন উপরে। চূড়ায় পারদ নামল তিন ইঞ্চি এক রেখা। তর্ক শেষ: বাতাসের ভার আছে, আর যত উপরে ওঠা যায় সেই ভার তত কম।
মাগডেবুর্গের মেয়র ওটো ফন গেরিকে তামার দুটি অর্ধগোলক জুড়ে দিলেন, নিজের বানানো পাম্প দিয়ে বাতাস বার করলেন এবং ঘোড়ার জোড়াগুলিকে সেগুলি ছাড়িয়ে নিতে বললেন। দুই দিকে আটটি করে ঘোড়াও পারল না; আধ মিটার ব্যাসে বায়ুমণ্ডল গোলকটিকে ধরে রেখেছিল প্রায় দুই টন বলে। ক্ষেত্রফলকে চাপ দিয়ে গুণ করতে জানলে হিসাবটা পরিষ্কার, কিন্তু সেই প্রদর্শনী তা বুঝিয়েছিল যেকোনো উপপাদনের চেয়ে ভালো — আর চার শতাব্দী ধরে রয়ে গেল পাঠ্যবইয়ে।
বিংশ শতকের মাঝামাঝি এক অসুবিধা দেখা দিল: 760 মিলিমিটার পারদের সংজ্ঞা সঙ্গে টেনে আনত পারদের ঘনত্ব আর স্থানীয় অভিকর্ষ, অথচ দুটি রাশিই ক্রমশ আরও নিখুঁত হচ্ছিল। ওজন ও পরিমাপের দশম সাধারণ সম্মেলন গিঁটটা কেটে দিল, সংজ্ঞা অনুযায়ী বায়ুমণ্ডলকে 101 325 প্যাসকেলের সমান ঘোষণা করে। একক পদার্থের সঙ্গে সম্পর্ক হারিয়ে নিছক এক গুণক হয়ে গেল — ঠিক সেই কৌশলে, যাতে পরে মিটার আর তারপর কিলোগ্রামকে তাদের বস্তু থেকে আলাদা করা হয়েছিল।
যে এককটি বাতিল হয়েও সরানো গেল না
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ SI-তে নেই এবং এর ব্যবহারের সুপারিশও করা হয় না: চাপের জন্য আছে প্যাসকেল, আর বড় মানের জন্য তার উপসর্গ। তবু এই একক টিকে আছে সেইসব জায়গায় যেখানে সংখ্যা নয়, জানালার বাইরের বাতাসের সঙ্গে তুলনাটাই জরুরি। রসায়নবিদ লেখেন «3 atm-এ বিক্রিয়া», কারণ তাঁর কাছে জরুরি হলো বায়ুচাপের কত গুণ; ডুবুরি গভীরতা গোনেন বায়ুমণ্ডলে, কারণ প্রতি দশ মিটার জল ঠিক একটি করে যোগ করে আর এটাই তাঁর পেশার সবচেয়ে সুবিধাজনক হিসাব; টায়ারের চাপমাপকে বার আর atm দুই-ই আঁকা, কারণ দুইয়ের ফারাক যন্ত্রের ত্রুটির চেয়েও কম। পরিমাপবিদ্যার স্ববিরোধিতা এখানেই: 1954 সালের পর বায়ুমণ্ডল আর পরিমাপ রইল না, হয়ে গেল নিখুঁত এক গুণক — অর্থাৎ ঠিক সেই জিনিস যা ব্যবহার করা সুবিধাজনক, আর ঠিক সেই জিনিস যা পরীক্ষা দিয়ে যাচাই করা যায় না। যাচাই করা যায় ব্যারোমিটার, একক নয়; আর প্যাসকেলে ক্রমাঙ্কিত ব্যারোমিটার ঠিক এক বায়ুমণ্ডল দেখাবে কেবল বিরল কাকতালে। তার আত্মীয়দেরও একই দশা: পারদ স্তম্ভের মিলিমিটারও প্যাসকেল দিয়ে সংজ্ঞায়িত এবং সেও বেঁচে আছে — চিকিৎসায়, যেখানে তা দিয়ে রক্তচাপ মাপা হয়, আর কোনো সুপারিশ তা বদলাতে পারেনি।
তালিকা · পরিমাপের একক
প্রতিটি রাশির জন্য একটি পাতা
SI-এর সাতটি মৌলিক একক, নিজস্ব নামওয়ালা বাইশটি উদ্ভূত একক এবং SI-বহির্ভূত সেইসব একক যা ছাড়া কারিগরি বা দৈনন্দিন জীবন চলে না। প্রত্যেকটির নিজস্ব পাতা: সংজ্ঞা, রূপান্তর, যন্ত্রপাতি, লেখার নিয়ম। ৩৬টি ভাষায়।
চাপ: এককগুলি ও তাদের কারণ
একটি রাশি, দশখানেক স্কেলSI-এর মৌলিক একক
কিলোগ্রাম, মিটার, সেকেন্ডপাতার ভাষা
৩৬টি ভাষা। সংকেত atm আন্তর্জাতিক, কিন্তু চেনা স্কেলগুলি নয়: অনুবাদে সারণিগুলি স্থানীয় চলের সঙ্গে মিলিয়ে দেওয়া হয়।