বার্নৌলির নীতি-তরল প্রবাহ

 

বার্নৌলির নীতির সংজ্ঞা ও প্রয়োগ

বার্নৌলির নীতি (Bernoulli's Principle) হলো পদার্থবিদ্যার এমন একটি মৌলিক সূত্র যা তরল ও গ্যাস প্রবাহের সাথে সম্পর্কিত। ১৭৩৮ সালে সুইস গণিতবিদ ড্যানিয়েল বার্নৌলির এই নীতিটি আবিষ্কার করেন। বার্নোলি নীতি অনুযায়ী, কোনও তরল বা গ্যাসের প্রবাহে তার গতি বৃদ্ধির সাথে সাথে তার চাপ কমে যায় । যা সহজ কথায় বলতে গেলে , যখন কোনও তরল বা গ্যাস একটি সংকীর্ণ স্থান দিয়ে দ্রুত প্রবাহিত হয়, তখন তার গতিশক্তি বাড়ে এবং সেইসাথে চাপ কমে যায়।

 বার্নৌলির নীতির প্রয়োগ

বার্নৌলির নীতির ব্যবহার অনেক ক্ষেত্রেই দেখা যায়, এবং এটি বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক ও প্রশিক্ষণমূলক কাজে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নীচে বার্নৌলির নীতির কয়েকটি উল্লেখযোগ্য প্রয়োগের মাধ্যমে বিবরণ দেওয়া হলো।

১. বিমানচালনা (Aerodynamics)

বার্নৌলির নীতি বিমানচালনা ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা আছে । বিমানের পাখার উপর এবং নিচে বাতাস প্রবাহের জন্য বার্নৌলির নীতি প্রযোজ্য হয়। বিমানের পাখার উপরের অংশ নিচের অংশের তুলনায় একটু বাঁকা হয়। ফলে, উপরের দিকে বাতাস দ্রুত প্রবাহিত হয় এবং নিচে ধীরগতিতে চলে। এই পার্থক্যের কারণে উপরে চাপ কমে যায় এবং নিচে চাপ বেশি থাকে, যার ফলে উপরের বল (Lift) সৃষ্টি হয়, যা বিমানের উড়ান সক্ষম হয় ।

২. কার্বুরেটর (Carburetor) এবং ইঞ্জিনের বায়ু গ্রহণ 

ব্যবস্থা

অটোমোবাইল ইঞ্জিনের কার্বুরেটর এবং বায়ু গ্রহণ ব্যবস্থায় বার্নৌলির নীতি ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। কার্বুরেটরের সংকীর্ণ স্থান দিয়ে বাতাস প্রবাহিত হলে এর গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং চাপ কমে যায়। ফলে, জ্বালানি তরল বায়ুর সাথে মিশে যায় এবং একটি কার্যকরী মিশ্রণ তৈরি হয়, যা ইঞ্জিনের জ্বালানি হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

৩. ফুটবল এবং টেনিস বলের বাঁক (Curveball in Sports)

বার্নৌলির নীতি খেলার জগতেও ব্যবহার করা হয় । ফুটবলে বাঁকানো শট বা টেনিসে স্পিন দেওয়ার ক্ষেত্রে, বলের চারপাশের বাতাসের প্রবাহে গতিশক্তির পার্থক্য তৈরি হয়। বলের একপাশে বাতাস দ্রুত প্রবাহিত হয়, আর অন্যপাশে ধীর গতিতে। ফলে, একপাশে চাপ কম থাকে এবং অন্যপাশে বেশি থাকে, যা বলকে বাঁকাতে সাহায্য করে।

 ৪. চিমনির ধোঁয়া টেনে নেওয়া (Chimney Draft)

বার্নৌলির নীতি চিমনির মাধ্যমে ধোঁয়া টেনে নেওয়ার প্রক্রিয়ায়ও প্রয়োগ করা হয়। চিমনির মধ্য দিয়ে গরম বায়ু উপরে উঠে আসে এবং দ্রুত গতিতে প্রবাহিত হয়, যার ফলে চিমনির মধ্যে কম চাপের এলাকা বা জোন সৃষ্টি হয়। যার ফলে নিচের দিক থেকে শীতল বায়ু উপরে উঠে আসে এবং ধোঁয়া বেরিয়ে যায়।

 ৫. স্প্রেয়ার এবং এটমাইজার (Sprayers and Atomizers)

বার্নৌলির নীতি স্প্রেয়ার এবং এটমাইজারের কাজেও ব্যবহৃত হয়। যেকোনও স্প্রেয়ারের মধ্যে তরল যখন সংকীর্ণ নল দিয়ে দ্রুতগতিতে বেরিয়ে আসে, তখন আশেপাশের বাতাসের চাপ কমে যায়। এই চাপের পার্থক্যের ফলে তরল ছোট কণায় ভেঙে যায় এবং স্প্রে আকারে বের হয়।

৬. পিটোট টিউব (Pitot Tube)

বিমানের গতি নির্ণয়ের জন্য ব্যবহার করা হয় পিটোট টিউব এটি বার্নৌলির নীতির উপর ভিত্তি করে কাজ করে। এই টিউবটি বিমানের গতিবেগের সাথে বাতাসের গতির পার্থক্য মাপতে সাহায্য করে। বিমানের সামনের দিকে একটি খোলা টিউব থাকে যেখানে বাতাস প্রবাহিত হয়। এই টিউবটি দ্বারা বিমানের গতি নির্ধারণ করা হয় এবং এটি বার্নৌলির নীতির একটি সরাসরি প্রয়োগ ঘটায় ।

 ৭. তরল প্রবাহের মাপক (Venturi Meter)

বার্নৌলির নীতির ব্যবহার ভেন্টুরি মিটারে দেখা যায়, যা তরল প্রবাহের হার মাপার একটি উপায়। এটি সংকীর্ণ এবং প্রশস্ত অংশ নিয়ে গঠিত। সংকীর্ণ অংশে তরলের গতি বৃদ্ধি পায় এবং চাপ কমে যায়, যা থেকে প্রবাহের পরিমাণ নির্ধারণ করা হয়। এটি প্রায়শই পাইপলাইনের প্রবাহের হার মাপার জন্য ব্যবহার করা হয়।

 ৮. হার্টের রক্ত প্রবাহ নির্ণয় (Blood Flow Measurement in the Heart)

মেডিকেল ক্ষেত্রে, বিশেষ করে হার্টের রোগ নির্ণয়ে বার্নৌলির নীতি প্রয়োগ করে চিকিৎসা করা হয়। ডপলার আল্ট্রাসাউন্ড প্রযুক্তি ব্যবহার করে হার্টের ভেতরে রক্ত প্রবাহের গতি ও চাপের পার্থক্য নির্ধারণ করা হয়, যা হৃদরোগের নির্ণয়ে সহায়ক হয়।

 ৯. হাইড্রোলিক টারবাইন এবং হাইড্রো-পাওয়ার প্ল্যান্ট

বার্নৌলির নীতি হাইড্রোলিক টারবাইন এবং জলবিদ্যুৎ উৎপাদন প্ল্যান্টে প্রয়োগ করা হয়। দ্রুত প্রবাহিত জলের গতি ও চাপের পার্থক্য থেকে টারবাইনকে ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়। জলের প্রবাহের শক্তি থেকে যান্ত্রিক শক্তি এবং পরবর্তীতে বিদ্যুৎ উৎপাদন সম্ভব হয় বার্নৌলির নীতির মাধ্যমে।

 ১০. হেলিকপ্টার উড্ডয়ন এবং অবতরণ (Helicopter Flight)

হেলিকপ্টারের রোটর ব্লেডের উপরেও বার্নৌলির নীতি প্রয়োগ করা হয়। রোটরের ঘূর্ণন বাতাসকে ভিন্ন গতিতে প্রবাহিত করে, যার ফলে চাপের পার্থক্য সৃষ্টি হয়। এর ফলে হেলিকপ্টার উপরের দিকে উঠতে এবং অবতরণ করতে সক্ষম হয়।

বার্নৌলির নীতি বিষয়ে অবশেষে বলা যায়

বার্নৌলির নীতি হল পদার্থবিজ্ঞানের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং বহুমুখী নীতি, যা আমাদের দৈনন্দিন জীবন থেকে শুরু করে বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রভাব বিস্তার করে । এর প্রয়োগ বিমানের উড্ডয়ন থেকে শুরু করে খেলাধুলার ক্ষেত্রে বলের গতি নিয়ন্ত্রণ, মেডিকেল ক্ষেত্রে রক্ত প্রবাহ নির্ণয়, এবং জলবিদ্যুৎ উৎপাদন পর্যন্ত বিস্তৃত। বার্নৌলির নীতির গভীরতা এবং এর কার্যকারিতা আমাদের বিশ্বকে আরও ভালোভাবে বোঝাতে সাহায্য করে, বিশেষ করে তরল ও গ্যাস প্রবাহের জটিলতাগুলো সহজভাবে বুঝতে।