এংলার ডিগ্রি
প্রথাগত সান্দ্রতার SI-বহির্ভূত একক · রাশি: তরলের প্রবাহের বিরুদ্ধে বাধা
পুরনো গিয়ার পাম্পের ফলক প্রায়ই এমন তেল চায় যা «50 °C-এ 8 °E-এর চেয়ে ঘন নয়», আর যে সেন্টিস্টোকসে অভ্যস্ত সে এই সারিটি বিস্ময়ে পড়ে, কারণ সংখ্যার পেছনে কোনো ভৌত অর্থ দাঁড়িয়ে নেই। এংলার ডিগ্রি দুই সময়ের অনুপাত: দুইশো মিলিলিটার তরল পিতলের পাত্র থেকে মানাঙ্কিত নলমুখ দিয়ে কত সেকেন্ডে বেরোয়, আর সেই একই মাত্রার জল একই পাত্র থেকে কত সেকেন্ড নেয়। তাই জল সংজ্ঞা অনুসারে একের সমান, আর যে তেল আট গুণ ধীরে বয় সে আট ডিগ্রি পায়।
এককটি এমনভাবে গড়া যে যন্ত্র নিজেই নিজের মানদণ্ড হিসেবে কাজ করে, আর তাতেই একসঙ্গে বোঝা যায় তার সুবিধাও, তার দুর্ভাগ্যও: ফানেল যেকোনো কারখানার গবেষণাগারে বানানো যেত, কিন্তু জার্মানিতে বানানো হতো এংলার অনুসারে, ব্রিটেনে রেডউড অনুসারে, আমেরিকায় সেবোল্ট অনুসারে, আর একই অপরিশোধিত তেল পেত তিনটি অতুলনীয় সংখ্যা। সেন্টিস্টোকসে তিনটিই গেল কেবল বিশ শতকের দ্বিতীয়ার্ধে, অথচ পাম্প, গিয়ারবক্স আর জ্বালানি তেলের স্থাপনার ফলক পুরনো ধাঁচেই লেখা রইল, আর আজও সেগুলো বদলাতে হয়।
01 · সংজ্ঞা
এংলার ডিগ্রি হলো পরীক্ষিত তরলের দুইশো মিলিলিটারের নিঃসরণের সময়ের সঙ্গে বিশ ডিগ্রি সেলসিয়াসে সেই একই মাত্রার পাতিত জলের নিঃসরণের সময়ের অনুপাত, আর দুটি মাপই এক ও একই যন্ত্রে করা হয়। জলের সময়কে বলে জলমান; ভালো সান্দ্রতামাপকে তা একান্ন সেকেন্ডের মধ্যে থাকে, এক সেকেন্ড সহনসীমা নিয়ে।
গতীয় সান্দ্রতার সঙ্গে সম্পর্ক আছে, কিন্তু তা রৈখিক নয়, আর কারণটি পুরোপুরি ভৌত: তরল নলমুখ ছাড়ে কেবল সান্দ্র ঘর্ষণে নয়, জড়তাতেও, ফলে চাপের একটি অংশ চলে যায় ধারার গতিশক্তিতে। যতক্ষণ তরল ঘন, জড়তার সংশোধন উপেক্ষা করা চলে আর ডিগ্রি প্রায় সমানুপাতে সেন্টিস্টোকসে বদলায়, অথচ পাতলা তরলে সংশোধন খোদ মাপের সমান হয়ে দাঁড়ায়। এই কারণেই উবেলোডের সূত্র 1.35 °E-এর নিচে প্রয়োগ করা হয় না, আর এংলারের ফানেল সেকেন্ডে পাঁচ বর্গমিলিমিটারের চেয়ে পাতলা তরলের জন্য একেবারেই নেওয়া হয় না।
মাপের তাপমাত্রা সবসময় লেখা হয় আর সংখ্যার সমান অধিকারে নথিতে ঢোকে, কারণ প্রতি বিশ ডিগ্রি তাপে তেলের সান্দ্রতা অর্ধেক হয়ে যায়। জার্মান চর্চা বিশ, পঞ্চাশ আর একশো ডিগ্রিতে পরীক্ষা করত; সোভিয়েত, যে একই যন্ত্র প্রথাগত সান্দ্রতা নামে পেয়েছিল, বেশির ভাগ সময় পঞ্চাশ আর আশিতে থাকত — আর এই শেষ তাপমাত্রাই ঢুকে পড়েছে জ্বালানি তেলের ধরনেও, যেখানে M-40 বা M-100-এর সংখ্যা আশি ডিগ্রির সান্দ্রতা থেকে আসে।
নিজের যন্ত্রের মাধ্যমে সংজ্ঞায়িত রাশির শব্দের সাধারণ অর্থে কোনো মানদণ্ড নেই: পুনরুৎপাদনযোগ্য সান্দ্রতা নয়, বরং «পাত্র ও নলমুখ» জোড়া, জল দিয়ে মানাঙ্কিত। এখান থেকেই আসে প্রতিটি ধারার আগে জলমান পরখ করার শর্ত, আর অন্যের ডিগ্রি রূপান্তরের নিষেধ, যখন জানা নেই সেগুলো কোন যন্ত্রে আর কোন তাপমাত্রায় নেওয়া।
নমুনাটি স্লাইডার দিয়ে গরম করুন, নলমুখ থেকে ধারা দ্রুত চলবে: স্টপওয়াচ, আর তার সঙ্গে এংলার ডিগ্রি, তাপমাত্রায় প্রত্যাশার চেয়ে অনেক তীক্ষ্ণভাবে সাড়া দেয়। বাঁ দিকের স্তম্ভ দেখায় দুইশো মিলিলিটারে কত সময় লাগে, আর ডান দিকের সারিগুলো দেখায় একই অবস্থাকে চারটি ভিন্ন মাপকাঠি কীভাবে পড়ে।
অখণ্ড রেখাটি ডিগ্রির উপর সেন্টিস্টোকসের প্রকৃত নির্ভরতা, বিন্দুরেখাটি 7.31 গুণকসহ সরল সমানুপাত। ঘন তেলে, লম্বের ডান দিকে, দুটি রেখা প্রায় মিলে যায়; বাঁ দিকে, যেখানে তরল সহজে বয়, সমানুপাত সান্দ্রতাকে বাড়িয়ে দেখায়, কারণ ধারা নলমুখ ছাড়ে জড়তায়। লাল দাগটি 1.35 °E-এর নিচের সেই এলাকা দেখায় যেখানে মাপকে সোজা কথায় নির্ভরযোগ্য ধরা হয় না।
02 · রূপান্তর
ফলকে যা লেখা আছে তা লিখুন
সব প্রথাগত মাপকাঠি একটিমাত্র গতীয় সান্দ্রতায় নামিয়ে আনা হয়, তাই তাদের মধ্যে রূপান্তর যান্ত্রিক; তবে তার নিখুঁততা চূড়ান্ত নয়: সেবোল্ট ও রেডউডের সেকেন্ড সেন্টিস্টোকসের সঙ্গে ঠিক তত আনুমানিক সূত্রে বাঁধা, যেমনটি উবেলোডে নিজের যন্ত্রের জন্য বের করেছিলেন।
যন্ত্রের জলমান পত্রের সূক্ষ্ম বিন্যাসে রাখা, কারণ নিঃসরণের সময় সরাসরি তার উপর নির্ভর করে: মানাঙ্কনে এক সেকেন্ডের তফাত ফলে প্রায় দুই শতাংশ দেয়।
তাপমাত্রা ছাড়া সংখ্যা বদলানো যায় না, আর এটা খুঁতখুঁতুনি নয়: একই তেল পঞ্চাশ ডিগ্রি সেলসিয়াসে প্রায় বারো ডিগ্রি দেয় আর একশোতে তিনের কম। পাম্পের ফলকে তাপমাত্রা লেখা না থাকলে ধরে নেওয়া হয় শিল্প-তেলের জন্য পঞ্চাশ আর জ্বালানি তেলের জন্য আশি ডিগ্রি — তবে ভালো হয় মানের সেই সংস্করণটি খুঁজে বের করা, যা ধরে ফলকটি তৈরি হয়েছিল।
| মান | মন্তব্য | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · মাত্রার ক্রম
লগারিদমীয় মাপকাঠি: জল থেকে বিটুমেন04 · মাপার যন্ত্র
সান্দ্রতা কী দিয়ে মাপা হয়
জল বা তেলের স্নানে পিতলের পাত্র, নিচে শঙ্কু আকারের নলমুখ আর কাঠের ছিপি যা ঠিক সেই মুহূর্তে টানা হয় যখন স্টপওয়াচ চালু করা হয়। দুইশো মিলিলিটার মাপকাঠি ফ্লাস্কে জমা করা হয়, আর যন্ত্রটি নিজেই ধারার আগে জল দিয়ে মানাঙ্কিত করা হয়, কারণ নলমুখ ও আয়তন দুটোই সময়ের সঙ্গে প্রত্যয়িত মান থেকে সরে যায়।
সেই একই ফানেলের আমেরিকান আত্মীয়: অন্য মাপের নলমুখ, ষাট মিলিলিটারের মাত্রা, আর ফলকে সোজা «সেকেন্ড» বলা হয়। সংখ্যাটা এংলারের চেয়ে প্রায় ত্রিশ গুণ বড় হয়, আর ইংরেজি তেল প্রতিবেদনে আজও মেলে, যদিও ASTM অনেক আগেই সেন্টিস্টোকসকে অগ্রাধিকার দিয়েছে।
দুই দাগওয়ালা কাচের নল, যাদের মাঝ দিয়ে অর্ধচন্দ্র যায়: পড়ার সময়কে কৈশিকের ধ্রুবক দিয়ে গুণ করা হয় আর সরাসরি সেন্টিস্টোকস মেলে, কোনো প্রথাগত মাপকাঠি ছাড়াই। পদ্ধতিটি ISO 3104 ও ASTM D445-এ বর্ণিত, আর সে-ই ফানেলগুলোকে সরিয়েছে, কারণ তার এক আঙুলের ডগা পরিমাণ নমুনা লাগে আর কার হাত স্টপওয়াচ ধরে তাতে কিছু আসে যায় না।
নমুনায় একটি টাকু ঘোরানো হয় আর অক্ষে বলভ্রামক মাপা হয়, ফলে পরীক্ষার সময় ঘনত্বের উপর নির্ভর করে না এবং তেল ও বিটুমেন দুয়ের জন্যই এক। রোটর তা পারে যা ফানেল পারে না: সে কর্তনবেগ চাপিয়ে দেয়, আর কেবল তাতেই দেখা যায় যে সংযোজকযুক্ত পিচ্ছিলকারী দ্রুত কর্তনে পাতলা হয়ে যায়।
05 · লেখার নিয়ম
তাপমাত্রা ছাড়া ডিগ্রির কোনো অর্থ নেই
ডিগ্রির চিহ্ন বড় লাতিন অক্ষরের গায়ে লাগিয়ে বসে, মান একটি ফাঁক দিয়ে আলাদা হয়, আর মাপের তাপমাত্রা সবসময় লেখা হয়, কারণ তা ছাড়া সংখ্যা যাচাইও করা যায় না, বদলানোও যায় না। প্রথাগত সান্দ্রতার সোভিয়েত চিহ্ন সিরিলিক অক্ষরে আর তাপমাত্রাসহই লেখা হয়; কিন্তু ডিগ্রি আর সেন্টিস্টোকসের মাঝে সমান চিহ্ন বসানো খসড়াতেও চলে না: সম্পর্কটি আনুমানিক আর একমুখী।
দ্বিতীয় লেখাটি রাশিকে যন্ত্রের সঙ্গে গুলিয়ে ফেলে, কারণ সান্দ্রতার ডিগ্রি বলে কিছু নেই — আছে সময়ের অনুপাত, নির্দিষ্ট একটি ফানেলে নেওয়া। তৃতীয়টি সমান চিহ্ন বসায় সেখানে যেখানে আনুমানিকতার জায়গা, আর তাই প্রতিবেদনে মিথ্যা নিখুঁততা দেয়। চতুর্থটি সোজা কথায় অসম্ভব: 1.35 °E-এর নিচে পদ্ধতি কাজ করে না, আর এত পাতলা তরলের জন্য পাওয়া সংখ্যা সান্দ্রতা নয়, ধারার জড়তা দেখায়।
06 · প্রতিবেশী একক
নিকটতম আত্মীয় বাকি প্রথাগত মাপকাঠিগুলো, ঠিক একইভাবে গড়া: মানাঙ্কিত নলমুখ দিয়ে এক মাত্রার নিঃসরণের সময়, কেবল নলমুখ প্রতিটি দেশে নিজের। সবই গতীয় সান্দ্রতায় এসে মেলে, আর তা ঘনত্বের মাধ্যমে গতিবিদ্যকের সঙ্গে বাঁধা — এবং এই জোড়ারই কেবল প্রকৃত মাত্রা আর প্রকৃত মানদণ্ড আছে।
জল একের সমান
ফল সরাসরি সেকেন্ডে
রেডউড নং 1 সেকেন্ড
Simetrium-এর নথিগুলির মধ্যে পাশে আছে তেলের সান্দ্রতা শ্রেণি ISO VG ও SAE, যাদের এই পত্র জোড়া, পোয়াজ আর স্টোকস CGS পদ্ধতি থেকে, এবং kg/m³-এ ঘনত্ব, যা ছাড়া গতীয় সান্দ্রতা থেকে গতিবিদ্যকে যাওয়া যায় না।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
তিন দেশের তিনটি ফানেল
কার্ল এংলার অপরিশোধিত তেল পরিশোধনে কাজ করতেন এবং তাঁর এমন একটি সংখ্যা দরকার ছিল যা দিয়ে বাকু ও পেনসিলভেনিয়া থেকে আসা চালানের তুলনা করা যায়। যন্ত্রটি তিনি গবেষণাগারে যা ছিল তাই দিয়ে জুড়েছিলেন, আর মাপ হিসেবে নিয়েছিলেন জল, কারণ তা প্রত্যেক সহকর্মীর হাতের কাছে ছিল আর কোনো সারণি চাইত না।
ব্রিটিশ বিশেষজ্ঞ বোভার্টন রেডউড আর আমেরিকান প্রকৌশলী জর্জ সেবোল্ট প্রত্যেকে নিজের ফানেল বানালেন, আর কেউই সময়কে জলের সময় দিয়ে ভাগ করলেন না: ফল সরাসরি সেকেন্ডে দিতেন। তিন যন্ত্রের ভাবনা একই ছিল, নলমুখের মাপ আলাদা, আর সরবরাহকারী ও ক্রেতার বিবাদে তা থেকে একটিই ট্যাংকারের জন্য তিনটি আলাদা সংখ্যা বেরোত।
বাণিজ্য যখন আন্তর্জাতিক হলো, মাপকাঠিগুলোর অতুলনীয়তা তাদের সুবিধার চেয়ে দামি পড়ল, আর মান চলে গেল কৈশিক দিয়ে মাপা গতীয় সান্দ্রতায়। জার্মান DIN 51560 প্রত্যাহৃত হলো, ASTM সেবোল্টের সেকেন্ড কেবল সহায়ক রূপান্তর হিসেবে রাখল, আর GOST 6258 অনুযায়ী প্রথাগত সান্দ্রতা দেশীয় চর্চায় আরও কয়েক দশক টিকে রইল।
সান্দ্রতা আজ কৈশিক বা রোটর দিয়ে মাপা হয়, কিন্তু উত্তরণের আগে বসানো পাম্প, গিয়ারবক্স আর জ্বালানি তেলের স্থাপনা নিজেদের ফলক অনুযায়ীই চলতে থাকে। যে মিস্ত্রি পড়ে «50 °C-এ 8 °E-এর চেয়ে ঘন নয়», সে তা সেকেন্ডে ষাট বর্গমিলিমিটারে বদলায় আর তেল বাছে ISO VG শ্রেণি ধরে — অর্থাৎ এককটি গবেষণাগারে নয়, কাগজপত্রে বেঁচে আছে।
যে যন্ত্র নিজেই নিজের মানদণ্ড
এংলার ডিগ্রির সাধারণ অর্থে কোনো মানদণ্ড নেই এবং থাকতেও পারে না, কারণ সংজ্ঞা কোনো প্রাকৃতিক ধ্রুবকের দিকে নয়, একটি গড়নের দিকে ইঙ্গিত করে: এই আয়তনের পাত্র, এই মাপের নলমুখ, দুইশো মিলিলিটারের মাত্রা। তাই প্রত্যয়ন হয় এককের নয়, যন্ত্রের, আর তা হয় জল দিয়ে — একমাত্র তরল যার নিঃসরণের সময় জানা বলে ধরা হয়। এখান থেকেই আসে মাপের গোটা আচারিক দিক: ধারার আগে টাটকা জলমান, তিনটি মিলে যাওয়া পাঠ, লিখে রাখা স্নানের তাপমাত্রা।
এমন গড়নের দুর্বলতা ঠিক সেখানেই ধরা পড়ল যেখানে তার সুবিধা ছিল সবচেয়ে বেশি। যতক্ষণ কারখানা নিজের চালান নিজের ফানেলে মিলিয়ে দেখত, সংখ্যা চমৎকার মিলত; কিন্তু যেই দুই দেশের চালান মেলাতে হলো, দেখা গেল তাদের কোনো সাধারণ রাশিই নেই — কেবল তিনটি কার্যবিবরণী আছে, যাদের মাঝে আনুমানিক রূপান্তরের চেয়ে ভালো কিছু সম্ভব নয়। কৈশিক সান্দ্রতামাপক সমস্যাটি মেটাল মাপকে তার মাত্রা ফিরিয়ে দিয়ে: সে সেকেন্ডে বর্গমিলিমিটার দেয়, আর কৈশিকের ধ্রুবক পরখ করা হয় আদর্শ তরলের সাপেক্ষে, নিজের অতীতের সাপেক্ষে নয়।
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।