আপনি মনে করবেন যে বরফ গলানোর মতো সাধারণ কিছু বোঝা তুলনামূলকভাবে সহজ হবে। কিন্তু জল একটি অদ্ভুত পদার্থ, এবং এটি বরফ কিভাবে গলবে তা ভবিষ্যদ্বাণী করা খুব কঠিন করে তোলে। সেই অপ্রত্যাশিততার অনেকটাই বরফের চারপাশে প্রবাহিত জলের জন্য দায়ী করা হয়েছে (যেমনটি আইসবার্গের চারপাশে প্রবাহিত সমুদ্রের স্রোতে দেখা যায়)।
তবুও, সমুদ্রের বরফ ভাঙার মতো জিনিসগুলিকে আরও ভালভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য গলে যাওয়া বোঝা প্রয়োজন। সুতরাং একদল পদার্থবিদ তরল গতিবিদ্যাকে 11 পর্যন্ত পরিণত করেছেন এবং দেখিয়েছেন যে বরফ গলানো অদ্ভুতএমনকি যখন কোন স্রোত নেই।
এটি শুধুমাত্র আপনাকে বিরক্ত করার জন্য এটি করে
মহাবিশ্বকে পরিচালনা করে এমন নিয়মগুলি তুলনামূলকভাবে সহজ। যাইহোক, মহাবিশ্ব পর্যাপ্ত পরিমাণে উন্মত্ত তা নিশ্চিত করার জন্য, তরল গতিবিদ্যা এবং জল উত্পাদন করার জন্য সেই সাধারণ নিয়মগুলি তৈরি করা হয়েছিল। তরল গতিবিদ্যা হল কিভাবে তরল প্রবাহিত হয় তার অধ্যয়ন।
একটি সাধারণ তরল গতিবিদ্যা কোর্স হল নম্রতার একটি ব্যায়াম। প্রধান উপায় হল যে আপনি সমীকরণ সমাধান সম্পর্কে যা কিছু শিখেছেন তা হল গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে চকলেট হাতুড়ি দিয়ে ছুতার কাজ করার সমতুল্য। আপনি যখন সমীকরণগুলিকে আপনার ইচ্ছার সাথে বাঁকিয়ে একটি কম্পিউটারে ঢেলে সাজান, তখন আপনি সবচেয়ে আশ্চর্যজনকভাবে সুন্দর ফলাফল পান, এবং আমরা যা দেখতে পাচ্ছি তা ভিন্ন নয়।
পানি, অন্য যেকোনো তরলের মতো, এটি ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে ঘন হয়, শেষ কয়েক ডিগ্রি ছাড়া (4 ° সে যখন জল সর্বোচ্চ ঘনত্বে আঘাত করে), যেখানে এটি হিমায়িত না হওয়া পর্যন্ত কম ঘন হয়। তাই, জল বরফের চেয়ে ঘন, এবং আমাদের কাছে সুন্দর ভাসমান বরফের ফ্লোস রয়েছে।
এই অদ্ভুত আচরণটি অদ্ভুত পরিস্থিতির দিকে নিয়ে যায় যেখানে ঠান্ডা জল প্রথমে ডুবে যায় কিন্তু তারপর — কারণ এটি 4 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে ঠান্ডা হয় — ঘনত্ব হ্রাসের কারণে আবার উঠতে শুরু করে। এই প্রক্রিয়াটি একটি বিপরীত সংবহনশীল প্রবাহে ঠান্ডা জলের প্রবাহের দিকে নিয়ে যেতে পারে। কিন্তু অন্যান্য জায়গায়, উষ্ণ জলের কূপগুলি পৃষ্ঠে, এছাড়াও পরিবাহী প্রবাহের কারণে। যদি শুষ্ক তরল গতিশীলতা আপনার মনকে বিচলিত না করে তবে শুধু জল যোগ করুন।
তাই গবেষকদের একটি সাহসী সেট আইসবার্গের নীচে লুকিয়ে থাকা প্রাকৃতিক বরফের ভাস্কর্যগুলি বোঝার জন্য বেরিয়ে পড়ে।
ভাস্কর্য বরফ
বরফ কীভাবে গলে যায় তা বোঝার জন্য, গবেষকরা পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণ এবং মডেলিংকে একত্রিত করেছেন। তারা একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় রাখা একটি জলের ট্যাঙ্কে 0 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বড়, পরিষ্কার বরফ সিলিন্ডার রাখে। তারপর তারা পর্যবেক্ষণ করেছে কিভাবে গলে যাচ্ছে।
যে আকারগুলি গঠন করে তা বোঝার জন্য, আপনাকে অবশ্যই জল এবং বরফের মধ্যে তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট বিবেচনা করতে হবে। যখন পানির তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে বেশি (8 ° C), তখন পানি বরফের পৃষ্ঠ থেকে কয়েক মিলিমিটার উচ্চ ঘনত্বে আঘাত করে। ভারি জলপ্রপাত, তার সঙ্গে আশেপাশের কিছু জল টেনে নিয়ে যাচ্ছে। প্রক্রিয়াটি বরফের সিলিন্ডারের পৃষ্ঠ বরাবর নীচের দিকে একটি প্রবাহিত প্রবাহ তৈরি করে, যার ফলে বরফের মধ্যে একটি সুচের মতো বিন্দু ঝুলে থাকে।
অন্যদিকে, জল যদি বেশ ঠান্ডা হয় (৪ ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম), তবে বরফের পৃষ্ঠের জল আশেপাশের জলের তুলনায় কম ঘন হয় এবং উপরের দিকে প্রবাহিত হয়, একটি অভিন্ন সুই তৈরি করে উপরে নির্দেশ করে। গবেষকদের সংখ্যাসূচক এবং পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখায় যে এই সূঁচগুলি অত্যন্ত তীক্ষ্ণ হতে পারে, পরিমাপের সীমাতে পৌঁছাতে পারে। পরীক্ষা এবং গণনার মধ্যে চুক্তি আশ্চর্যজনক।
গরম না ঠান্ডা না
ইন্টারমিডিয়েট কেস যেখানে জিনিসগুলি আকর্ষণীয় হয়। বরফের পৃষ্ঠের কাছাকাছি, জল কম ঘন এবং উপরে উঠার চেষ্টা করে। ভূপৃষ্ঠ থেকে আরও দূরে, জল ঘন হয় এবং পড়ার চেষ্টা করে। এর ফলে এক ধরনের সঞ্চালন প্রবাহ হয়। সাধারণত, এই ধরনের প্রবাহ অস্থির এবং ভেঙ্গে যাবে। যাইহোক, জলের সান্দ্রতা (একটি তরল কতটা আঠালো) অস্থিরতাকে স্যাঁতসেঁতে করে। শেষ ফলাফল হল যে সঞ্চালন প্রবাহ একটি ব্যাসে স্থিতিশীল হয় যা স্থানীয় তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
স্থিরকরণের জন্য ধন্যবাদ, জলের প্রবাহ বরফের মধ্যে একটি স্ক্যালপড প্যাটার্ন খনন করে, যার উপরে চওড়া স্ক্যালপ এবং নীচের কাছে সরু, গভীর স্ক্যালপস রয়েছে। প্রতিটি প্যাটার্ন অনন্য, কিন্তু সেগুলির সকলেরই একই বৈশিষ্ট্যযুক্ত আকার রয়েছে এবং এগুলি কোনও বাহ্যিক জলপ্রবাহ বা বৈশ্বিক পরিচলন থেকে স্বাধীনভাবে ঘটে।
এবং তারা সুন্দর.
শারীরিক পর্যালোচনা চিঠি, 2022, DOI: 10.1103 / PhysRevLett.128.044502 (DOI সম্পর্কে)
