বিশুদ্ধ পানির অপর নাম জীবন। পানি ছাড়া মানবজীবন অচল। দৈনন্দিন কাজে পানি ছাড়া যেন চলেই না। সারাক্ষণ যে পানি পানি করেন, কখনও খেয়াল করছেন পানি পড়ে যাওয়ার সময়ে এর ফোঁটাগুলো কেন গোল হয়ে পড়ে?
পানির ফোঁটা গোলাকার হওয়ার কারণ
পানির ফোঁটা গোলাকার হওয়ার মূল কারণই হলো পৃষ্ঠটান। কেননা, পৃষ্ঠটান তরলের এক বিশেষ ধর্ম। তরল পদার্থের বিশেষ কোনো আকার নেই। তরলের ভেতরে অণুগুলো অনেকটা মুক্তভাবে থাকে। আপনার মনে প্রশ্ন আসতে পারে পৃষ্ঠটান আবার কি?
পৃষ্ঠটান কী?
পৃষ্ঠটান হলো যখন তরল পদার্থ মুক্ত পৃষ্ঠে একটি রেখায় পড়তে থাকে, তখন ওই রেখার প্রতি একক দৈর্ঘ্যে, রেখার সঙ্গে লম্বভাবে পৃষ্ঠতল বরাবর এবং রেখার উভয় পাশে যে বল ক্রিয়া করে তাকে ওই তরলের পৃষ্ঠটান বলা হয়।
এখন তাহলে জেনে নেই, পানির ফোঁটা গোলাকার হওয়ার জন্য পৃষ্ঠটান কীভাবে দায়ী?
তরল পদার্থ কে যখন যে পাত্রে রাখা হয়, তরল পদার্থ তখন সেই পাত্রের আকার ধারণ করে। এর মানে হলো, কোনো পৃষ্ঠতলে যেমন, একটা প্লেটে বা গাছের পাতার ওপর পানি রাখবেন, তখন তরল গোটা পৃষ্ঠের ওপর ছড়িয়ে পড়বে। পর্যাপ্ত পরিমাণ পানি কোনো বস্তুর ওপর রাখলে গোটা পৃষ্ঠ জুড়েই তা ছড়িয়ে পড়ে। কিন্তু পানি যদি কম বা খুব সামান্য রাখেন, আমরা যেটাকে ফোঁটা বলি, এই ফোঁটাগুলো কিন্তু গোটা পৃষ্ঠ জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে না।
সাধারণ বিবেচনা বলে তেমনটাই হওয়া উচিত ছিল, কারণ পানির অনুগুলো মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে। কিন্তু এটা পৃষ্ঠটানের কারণে হয় না। পৃষ্ঠটানের কারণে, তরল পদার্থের অণুগুলোর মধ্যে পারস্পরিক আকর্ষণ থাকে। আবার এই আকর্ষণের কারণে তরলের ভেতরে থাকা পরমাণুগুলো চারপাশের অন্য সব অণুদের থেকে টান অনুভব করে। ডানে-বামে, ওপর-নিচে সব দিক থেকেই টান অনুভব করে। তাই একটা অণুর ওপর নিট আকর্ষণ বল শূন্য হয়।
এই বিষয়টা আরও সুন্দরভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। যেমন- একটি অণুর ডান পাশে একটি অণু আছে, বাম পাশে আর একটি অণু আছে। উভয়ে পরস্পরের বিপরীত দিক থেকে টানছে এবং টানের পরিমাণ উভয় দিকেই সমান। এর মানে হচ্ছে একটি অণু আর একটি অণুর টানকে ছিন্ন করে দিচ্ছে। এখন যদি সামনে-পেছনে এমন দুটো অণু থাকে, তাদের টানও পরস্পরকে ছিন্ন করে দেবে। ওপর-নিচের অণু এগুলোর ক্ষেত্রেও একই ব্যাপার ঘটবে। তাই ঠিক মাঝখানের অণুগুলো কোনো টানই অনুভব করবে না।
এখন ধরুন, একটা গ্লাসে পানি আছে। পানির অণুগুলোও সাজানো আছে। সব অনুর চারপাশে সমান অণু থাকে না। যে-সব অণুর চারপাশে সমান সংখ্যক অণু থাকে, সে অণু সবচেয়ে বেশি টান অনুভব করে। বিশেষ করে পানির গ্লাসের সব দিক থেকে কেন্দ্রে যে অণুটা থাকবে, সেটার টান একদম শূন্য। কেন্দ্রের পাশের অণুটার ওপর কিছুটা টান দেখা যাবে। কেন্দ্র থেকে যতই বাইরের দিকে যাবেন, তাদের আকর্ষণ মান তত বাড়তে থাকবে। পানির গ্লাসের ওপরের স্তরে যে অণুগুলো আছে, এই অণুগুলো টানের মান সবচেয়ে বেশি। এই অণুগুলো ডান-বাম সব দিক থেকেই টান অনুভব করে। কিন্তু ওপরে কোনো অণু না থাকার কারণে সেদিক থেকে কোনো টানই অনুভব করে না। তাই নিচের দিকে সবচেয়ে বেশি টান অনুভব করে। যা উপরের স্তরের অণুদের নিচের দিকে টানতে থাকে।
এই ব্যাপারটা সবচেয়ে বেশি পানির গ্লাসের ক্ষেত্রে বোঝা যায়। গ্লাসের উপরের স্তরের অণুগুলো-তে উপরের দিক থেকে কোনো টান অনুভব করে না। কিন্তু গ্লাসের কিনারার দিকে বাড়তি টান থাকে। কেননা, গ্লাসের ঘনত্ব বেশি থাকে এবং অণুর সংখ্যাও একটা নির্দিষ্ট জায়গায় বেশি থাকে। এই কারণে যে-সব পানির অণু গ্লাসের ভেতরের দেয়াল ঘেঁষে থাকে, তা পাশের অণুগুলোর চেয়ে বেশি টান অনুভব করে। এ কারণেই উপরের স্তরের মাঝের অণুগুলো নিচের দিকে ঝুঁকে পড়ে। এ সময় পানির উপরের দিকটা অবতল হয়ে ওঠে।
বৃষ্টি বা ট্যাপ কল থেকে ধীরে পড়া পানি গোলাকার ফোঁটায় পরিণত হয়। এর কারণ হলো, এসব ফোঁটায় ওপর-নিচ, ডান-বাম কোনো পাশেই কোনো দেয়াল থাকে না শুধু বাতাস থাকে। আর বাতাসের ঘনত্ব পানির চেয়ে অনেক কম আর অণুর সংখ্যা বাতাসে থাকে। এ কারণে পানির ফোঁটায় থাকা অণুগুলো শুধু ভেতরের দিকেই টান অনুভব করে। সব দিকের অণুই ঝুঁকে পড়ে ফোঁটার কেন্দ্রের দিকে, তাই ফোঁটাগুলো গোলাকার রূপ নেয়।
সমতলে পানির ফোঁটা পুরোপুরি গোলাকার হয় না।
সমতলে পানির ফোঁটা কেন গোলাকার হয় না?
সমতলে বা গাছের পাতার ওপর যে পানির ফোঁটা থাকে সেগুলোর চারপাশে কোনো দেয়াল থাকে না। কিন্তু নিচে সমতল থাকার কারণে অণুর ঘনত্ব বেশি হওয়ায় বাইরের স্তরের অণুগুলো নিচের দিকে অর্থাৎ সমতলের দিকে টান অনুভব করে। তখন পানির ফোঁটা পূর্ণ গোলাকার না হয়ে অনেকটা ওপরের দিকে স্ফীত হয়ে উত্তল আকৃতিতে রূপ নেয়।
