நுண் புழைப்பாய்வு
nuṇ puḻaippāyvu
குறைந்த குறுக்கு வெட்டுப் பரப்புடைய ஒரு குழாயின் வழியாகப் பாயும் ஒரு பாய்மத்தின் ஒவ்வொரு துகளும், அதன் முந்தைய துகளின் பாதையிலேயே செல்வதுடன், பாய்மத்தின் அனைத்துப் புள்ளிகளிலும் திசை வேகம் நிலையான மதிப்பினையும் கொண்டிருக்கும்.
குறைந்த குறுக்கு வெட்டுப் பரப்புடைய ஒரு குழாயின் வழியாகப் பாயும் ஒரு பாய்மத்தின் ஒவ்வொரு துகளும், அதன் முந்தைய துகளின் பாதையிலேயே செல்வதுடன், பாய்மத்தின் அனைத்துப் புள்ளிகளிலும் திசை வேகம் நிலையான மதிப்பினையும் கொண்டிருக்கும். இந்நிகழ்வு வரிச் சீர் இயக்கம் (streamlined motion) எனப் படும். இப்பாய்மப் பாதை நேராகவோ, வளைந்தோ அமைந்திருக்கும். இவை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன.
ABC என்னும் வரியினைச் சீரியக்கத் திசை எனலாம். இத்திசையில் குறிப்பிட்டதொரு புள்ளியின் தொடு கோடு அதன் திசை வேகத்தினைக் குறிக்கும். பாய்மத்தின் திசை வேகம் ஒரு குறிப்பிட்ட உச்ச மதிப்பினை விட அதிகரிக்கும் போது, இச்சீரியக்கம் சிதைந்து சுழல் இயக்கமாக (vortex motion) மாறுகிறது. திசை வேகத்தின் இந்த உச்ச மதிப்பினை மாறு நிலைத் திசை வேகம் என்பர். இம்மதிப்பினை Vc = \frac {k\eta}{pr} என்னும் சமன்பாட்டால் பெறலாம். η, p என்பன முறையே பாய்மத்தின் பாகியல் எண்ணையும், அடர்த்தியினையும் குறிக்கின்றன. r என்பது குழாயின் ஆரமாகும். K என்னும் மாறிலி பரிமாணமற்ற ஓர் எண்ணாகும். இது ரேனால்டு எண் எனப் படும்.
மேற்காணும் சமன்பாட்டின் மூலம் குறைந்த அடர்த்தி மற்றும் உயர்ந்த பாகியல் எண் தவிர, சீர் பாய்முறைக்கு நுண் குழாயும் தேவை என்பது தெளிவாகும். எனவே, ஒரு நுண் குழாய் வழி நீர்மம் அல்லது வளிமம் பாய்ந்து செல்லும் போது அமையும் சீரான பாய்மப் பாய்தலையே நுண் புழைப் பாய்வு (capillary flow) எனலாம். இவ்வகை நிலையான நீர்மப் பாய்முறையினைப் பாய்சியூல் என்னும் அறிவியலார் விரிவாக ஆராய்ந்தறிந்து, நுண் குழாய்களின் வழியே, ஒரு நொடியில் பாய்ந்து செல்லும் நீர்மத்தின் பருமனைக் கணக்கிட V = - \frac {\pi p r^4}{8\eta l} என்னும் சமன்பாட்டை நிறுவினார். இதனைப் பாய்சியூலின் சமன்பாடு என்பர். இதன் மூலம் நிலையான அழுத்தத்தில் இப்பருமன், குழாயின் நீளம் மற்றும் நீர்மத்தின் பாகியல் எண், குழாயின் ஆரம் ஆகிய அளவுகளைப் பொறுத்தது எனலாம்.
இப்பாய்வு முறையினடிப்படையில் நிலையான அழுத்தத்தில் அமைந்த நீர்ம மட்டத் தொட்டியுடன் ஒரு நுண் புழைக் குழாயினை இணைத்து, அதன் வழியாகக் குறிப்பிட்ட நொடியில் பாய்ந்து செல்லும் நீர்மப் பருமனைக் கணக்கிட்டு, நீர்மத்தில் பாகியல் எண்களை ஒப்பிடவும் இயலும் நீர்மங்களின் பாகியல் எண்களை ஒப்பிடப் பயன் படுத்தப் படும் ஆஸ்வால்டின் பாகியல் அளவும் இப்பாய்முறையின் அடிப்படையில் அமைக்கப்பட்ட கருவியேயாகும்.
வளிமங்களைப் பொறுத்த வரையில், அவை மிக அதிகமாக அமுக்கமடையும் தன்மையுள்ளவையாதலால், குழாயின் வழி ஒரு நொடியில் பாய்ந்து செல்லும் வளிமத்தின் பருமனை V = - \frac {\pi a^4}{8\eta} \big( \frac {dp}{dx} \big) என்னும் சமன்பாட்டின் மூலம் கணக்கிடலாம். \frac {dp}{dx} என்பது வளிமத்தின் அழுத்த வாட்டத்தினைக் குறிக்கிறது. சீரான நிலைகளில் குழாயின் எந்தப் பகுதியிலும் வளிமம் திரண்டு காணப் படும், தன்மையற்றதால், பருமனுக்குப் பதிலாக நிறையினைக் கருத்தில் கொண்டால், pV ன் மதிப்பு ஒரு மாறிலி எனலாம். இதனைப் பயன்படுத்தி, ஒரு நுண்புழைக் குழாயின் வழியாகப் பாயும் வளிமத்தின் பாய்வு விதத்தினைக் கணக்கிட மேயர் என்னும் அறிவியலார், p_1 v_1 = \frac {\pi a^4}{16\eta l} \big( p_1^2 - p_2^2) = p_2 v_2 = P_2 V_2 என்னும் சமன்பாட்டினை நிறுவினார். P₁, P₂ என்பன முறையே குழாயின் உள் மற்றும் வெளி வழிகளிலுள்ள வளிம அழுத்த மதிப்புகளையும் P₁V₁, P₂V₂ என்பன உட்புகுந்து செல்லும் வளிம நிறை மற்றும் வெளிப் படும் வளிம நிறை ஆகிய மதிப்புகளையும் குறிக்கின்றன.
இச்சமன்பாட்டினைப் பயன் படுத்தி ஒரு நுண் புழைக் குழாய் வழியே பாயும் வளிமத்தின் பாகியல் எண்ணைக் 'கணக்கிடும் சோதனை அமைப்பினை ரேங்கின் என்னும் அறிவியலார் தந்தார். இம்முறையின் மூலம் அழுத்தம் மற்றும் தட்ப வெப்ப நிலைகளைப் பொறுத்து, ஒரு வளிமத்தின் பாகியல் எண்ணில் ஏற்படும் மாற்றத்தினையும் ஆராயலாம். வெவ்வேறு அழுத்த நிலைகளில், வளிமங்களின் பாகியல் எண் மதிப்புகளைக் கணக்கிட்டு, வளிமங்களின் பாகியல் எண் சாதாரண அழுத்த நிலைகளில் அழுத்ததினைப் பொறுத்து மாறுவதில்லை என இவர் விளக்கினார். ஆனால், வளிமத்தின் பாகியல் எண் வெப்ப நிலை அதிகரிக்கும் போது, அதிகரிக்கிறது எனக் கண்டறிந்தார்.
சுதர்லாண்டு என்னும் அறிவியலார் வெப்ப நிலைகளைப் பொறுத்து, பாகியல் எண் மாற்றத்திற்கான சமன்பாட்டை \eta_1 = \eta_0 \frac {KT^{\frac{1}{2} {1+\frac {S}{T என நிறுவினார். η₁ மற்றும் η₀ என்பன முறையே TK: 0°C வெப்ப நிலைகளிலுள்ள பாகியல் எண் மதிப்புகளைக் குறிக்கின்றன. K மற்றும் S என்பன மாறிலிகள். சோதனை மூலம் கண்டறியப் பட்ட மதிப்புகள் இச்சமன்பாட்டுடன் ஒத்தமைகின்றன. —சிவ. சேதுராமன் துணை நூல். D.S. Mathur, Elements of properities of matter, Tenth edition, New Delhi, 1983.
மூலம் · source: அறிவியல் களஞ்சியம் — தமிழ்ப் பல்கலைக்கழகம் — CC BY-SA 4.0 (தொகுதி 14, பக். 94)
திருத்து / பொருள் சேர் · Edit or add a sense
வரலாறு · History (பதிப்பு 1)
JSON
⚑ புகார் · Report a problem
மேற்கோள் காட்ட · Cite this entry
நிலையான முகவரி · Permanent address: https://nigandu.oliyonresearch.com/e/kj7yvd8z/
தமிழ்“நுண் புழைப்பாய்வு”, ஒளியோன் நிகண்டு, Oliyon Research, பதிப்பு 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/kj7yvd8z/APA
Oliyon Research. (2026). நுண் புழைப்பாய்வு. In Oliyon Nigandu (rev. 1). https://nigandu.oliyonresearch.com/e/kj7yvd8z/MLA
"நுண் புழைப்பாய்வு." Oliyon Nigandu, Oliyon Research, rev. 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/kj7yvd8z/.
கருத்துரை · Discussion
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை · No comments yet.
உள்நுழைந்து கருத்து தெரிவிக்கலாம் · Sign in to comment