പനി വന്നാല്‍ പിന്നെ തെര്‍മോമീറ്റര്‍ വേണം


പനി വന്നവര്‍ക്കെല്ലാം പരിചിതമായ ഒന്നാണ് തെര്‍മോമീറ്റര്‍. വളരെ ലളിതമായ ഒരു ഉപകരണം. പക്ഷേ ഈ ഉപകരണത്തിനും പറയാനുണ്ട് ഒട്ടേറെ കഥകള്‍. തണുപ്പും ചൂടും തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിഞ്ഞ  ത്വക്കെന്ന അവയവം തന്നെയാണ് തെര്‍മോമീറ്ററിന്റെ ആദ്യകാല രൂപം. മനുഷ്യനിര്‍മ്മിതമായ ഒരു ഉപകരണമായി തെര്‍മോമീറ്റര്‍ അവതരിച്ചത് എന്നാണെന്നതില്‍ ചരിത്രകാരര്‍ക്ക് ഭിന്നാഭിപ്രായങ്ങളാണ് ഉള്ളത്. ഗലീലിയോ ഗലീലി, കോര്‍ണലിയസ് ഡ്രബെല്‍ (Cornelius Drebbel) തുടങ്ങി പലരുടേയും പേരുകള്‍ ഉയര്‍ന്നു കേള്‍ക്കുന്നുണ്ട്. ചൂടാക്കിയാല്‍ വാതകങ്ങള്‍ വികസിക്കും എന്ന തത്വമാണ് പല ആദ്യകാല തെര്‍മോമീറ്ററുകളുടേയും അടിസ്ഥാനം. ആധുനികശാസ്ത്രത്തിന് തുടക്കം കുറിച്ച ഗലീലിയോ ഗലീലി തെര്‍മോമീറ്റര്‍ രംഗത്തും തന്റേതായ സംഭാവനകള്‍ നല്‍കി. ജലത്തില്‍ ഒരു വസ്തു പൊന്തിക്കിടക്കുന്നതിന്റെ പുറകിലുള്ള പ്ലവനം എന്ന തത്വത്തെ ആസ്പദമാക്കിയാണ് ഗലീലിയോ ഗലീലി തന്റെ തെര്‍മോമീറ്റര്‍ നിര്‍മ്മിച്ചെടുത്തത്. താപനിലയ്ക്ക് വ്യതിയാനം വരുന്നതിനനുസരിച്ച് വസ്തുക്കളുടെ സാന്ദ്രതയില്‍ വ്യതിയാനമുണ്ടാകും. അതായത് വികസിക്കുകയോ ചുരുങ്ങുകയോ ചെയ്യും. ഈ സാന്ദ്രതാ വ്യതിയാനത്തെ പ്ലവക്ഷമബലവുമായി കൂട്ടിയിണക്കിയാണ് ഗലീലിയോ തെര്‍മോമീറ്റര്‍ നിര്‍മ്മിച്ചത്.
 
(ഗലീലിയോയുടെ തെര്‍മോമീറ്റര്‍)

രണ്ടറ്റവും അടച്ച നീളത്തിലുള്ള ഒരു സ്ഫടികക്കുഴലാണ് താപമാപിനിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇതില്‍ വളരെ തെളിഞ്ഞ ഒരു ദ്രാവകം നിറച്ചിരിക്കും. ഈ ദ്രാവകത്തിനുള്ളില്‍ ചെറിയ ബള്‍ബുകളുമുണ്ട്. ഇവയില്‍ വിവിധ നിറങ്ങളിലുള്ള ദ്രാവകങ്ങള്‍ പകുതിയോളം നിറച്ചിരികകും.  ഈ ബള്‍ബുകളാണ് താപനില കാണിക്കാനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.  വികാസനിരക്ക് കൂടിയ തരം ദ്രാവകങ്ങളായിരിക്കും ഈ ബള്‍ബുകളില്‍ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്. അന്തരീക്ഷതാപനില വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനനുസരിച്ച് ബള്‍ബുകളിലെ ദ്രാവകത്തിന്റേയും വാതകത്തിന്റേയും സാന്ദ്രത വ്യതിയാനപ്പെടും. ഇതിനനുസരിച്ച് ബള്‍ബുകള്‍ കുഴലിലെ ദ്രാവകത്തിലൂടെ മുകളിലേക്കോ താഴേക്കോ സഞ്ചരിക്കും. സാന്ദ്രതകൂടിയ ബള്‍ബുകള്‍ എല്ലാം താഴ്ന്ന് കിടക്കുകയും സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ബള്‍ബുകള്‍ എല്ലാം മുകളില്‍  പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും ചെയ്യും. എല്ലാ ബള്‍ബുകളിലും വ്യത്യസ്ഥ താപനിലകള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ലോഹക്കഷണങ്ങള്‍ തൂക്കിയിട്ടിട്ടുണ്ടാകും. പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും താഴ്ന്ന് കിടക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ബള്‍ബുകള്‍ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന താപനിലകള്‍ക്ക് ഇടക്കായിരിക്കും യഥാര്‍ത്ഥ താപനില. ഏതെങ്കിലും ഒരു ബള്‍ബ് കുഴലിന് നടുക്കായി നില്‍ക്കുന്നുണ്ടെങ്കില്‍ അതില്‍ രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന താപനിലയോട് വളരെ വളരെ അടുത്തായിരിക്കും അന്തരീക്ഷതാപനില.  വളരെ കൃത്യമായ താപനില നിര്‍ണ്ണയമായിരുന്നില്ല ഇതില്‍ നടന്നിരുന്നത്. താപനിലയിലുളള വ്യതിയാനം മനസ്സിലാക്കാനുള്ള ഒരുപകരണം മാത്രമായിരുന്നു ഇത്. യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ തെര്‍മോസ്കോപ്പ് എന്ന ഗണത്തിലേ ഇതിനെ പെടുത്താന്‍ കഴിയൂ.

ഇന്നു കാണുന്ന പോലെയുള്ള താപമാപിനിയുടെ ആദ്യ രൂപവും വാതകത്തിന്റെ താപീയവികാസത്തെ ആസ്പദമാക്കിയായിരുന്നു.  മുകള്‍ഭാഗത്ത് ഒരു ബള്‍ബ് ഘടിപ്പിച്ച  ജലം നിറച്ച ഒരു കുഴല്‍ ആയിരുന്നു അത്. അതിന്റെ താഴത്തെ അറ്റം ജലം നിറച്ച മറ്റൊരു പാത്രത്തില്‍ ഇറക്കി വച്ചിരിക്കുന്നു. ബള്‍ബിലെ വായു താപനിലയ്ക്കനുസരിച്ച് വികസിക്കുകയും ചുരുങ്ങുകയും ചെയ്യും . ഇതിനനുസരിച്ച് കുഴലിലെ ജലനിരപ്പ് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ജലനിരപ്പിനോട് ചേര്‍ന്ന് വിവിധ താപനിലകള്‍ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കും. ഇത് നോക്കി താപനില എത്രയെന്ന് പറയാന്‍ കഴിയുന്നു. ഇത്തരം താപമാപിനികള്‍ക്കുള്ള ഏറ്റവും വലിയ ന്യൂനത ഇവ ബാരോമീറ്റര്‍ കൂടിയാണ് എന്നുള്ളതാണ്. അതായത് മര്‍ദ്ദമളക്കാനും ഇവ ഉപയോഗിക്കാം എന്ന് സാരം. പക്ഷേ അന്തരീക്ഷമര്‍ദ്ദത്തില്‍ വരുന്ന ഓരോ മാറ്റവും താപനിലയുടെ അളക്കലില്‍ വലിയ മാറ്റങ്ങളുണ്ടാക്കും. ഈ ന്യൂനത പരിഹരിക്കുകയായിരുന്നു പിന്നീടുള്ള ലക്ഷ്യം.

വാതകത്തിന്റെ വികാസനിരക്കിനെ ആസ്പദമാക്കി താപനില നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്ന രീതി ഒഴിവാക്കുകയാണ് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാനുള്ള മാര്‍ഗ്ഗം. പെട്ടെന്ന് വികസിക്കുന്ന ദ്രാവകങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ് പിന്നീട് പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടന്നത്. മര്‍ദ്ദത്തിന് സാരമായ സ്വാധീനം ചെലുത്താന്‍ കഴിയാത്ത ദ്രാവകങ്ങളെയാണ് ഇതിനായി ഉപയോഗിച്ചത്. ആല്‍ക്കഹോള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഇത്തരം താപമാപിനികള്‍ കൂടുതല്‍ മികച്ച ഫലങ്ങള്‍ തന്നു. 1709ല്‍ ഡാനിയേല്‍ ഗബ്രിയേല്‍ ഫാരന്‍ഹീറ്റ് എന്ന ജര്‍മ്മന്‍ ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ആല്‍ക്കഹോള്‍ ഉപയോഗിച്ച് മികച്ച രീതിയിലുള്ള ഒരു തെര്‍മോമീറ്റര്‍ നിര്‍മ്മിച്ചത്. ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ താപീയവികാസം പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ദ്രാവകത്തിനായുളള അന്വേഷണത്തിലായിരുന്നു പിന്നീട് തെര്‍മോമീറ്റര്‍ നിര്‍മ്മാതാക്കളെല്ലാവരും. പക്ഷേ മെര്‍ക്കുറി എന്ന ദ്രാവകലോഹത്തിന് ഈ ഗുണം കൂടുതലുണ്ട് എന്ന് കണ്ടെത്തി അതുപയോഗിച്ച് തെര്‍മോമീറ്റര്‍ നിര്‍മ്മിച്ചതും ഫാരന്‍ഹീറ്റ് തന്നെ ആയിരുന്നു.

താപനില അളക്കുന്ന യൂണിറ്റുകളുടെ കാര്യത്തില്‍ അപ്പോഴും ഒരു ഏകീകൃതസ്വഭാവം ഇല്ലായിരുന്നു. ഓരോരുത്തരും സ്വന്തമായി തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ നിര്‍മ്മിച്ചെങ്കിലും അവരവര്‍ക്ക് ഇഷ്ടമുള്ള രീതിയിലായിരുന്നു അളവുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്.  ആദ്യമായി മെര്‍ക്കുറി തെര്‍മോമീറ്റര്‍ നിര്‍മ്മിച്ച് പ്രശസ്തനായ ഫാരന്‍ഹീറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് തുടങ്ങിയ താപനില സ്കെയില്‍ ആണ് പിന്നീട് മിക്കവാറും എല്ലാവരും പിന്‍തുടര്‍ന്നത്. ഫാരന്‍ഹീറ്റ് എന്ന അദ്ദേഹത്തിന്റെ പേര് തന്നെയാണ് ഈ മാപനവ്യവസ്ഥാരീതിക്കും ഇന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.  ഐസും ജലവും അമോണിയം ക്ലോറൈഡും കൂടിയ മിശ്രിതത്തിന്റെ താപനിലയാണ് ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്കെയിലില്‍ 0 ഡിഗ്രി ആയി ആണ് നിശ്ചയിച്ചത്. മനുഷ്യശരീതത്തിന്റെ താപനില 100 ഡിഗ്രി ആയും അദ്ദേഹം എടുത്തു. പിന്നീട് ജലത്തിന്റെ തിളനിലയും ഉറയല്‍നിലയും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കൃത്യം 180 ഡിഗ്രി ആക്കുവാന്‍ വേണ്ടി മറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്കെയിലില്‍ അല്പം വ്യത്യാസം വരുത്തി. അതോടെ മനുഷ്യശരീരത്തിന്റെ താപനില 98.6 ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റ് ആയി പുനര്‍നിര്‍ണ്ണയിക്കപ്പെട്ടു. പിന്നീട് നൂറ്റാണ്ടുകളോളം എല്ലാ തെര്‍മോമീറ്ററുകളിലും ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്കെയിലാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. പക്ഷേ കൂടുതല്‍ സൌകര്യപ്രദമായ സെല്‍ഷ്യസ്സ് സ്കെയില്‍ വന്നതോടെ ശാസ്ത്രജ്ഞരും തുടര്‍ന്ന് മറ്റുള്ളവരും ഇതിലേക്ക് മാറി. വൈദ്യശാസ്ത്രരംഗത്തുപയോഗിക്കുന്ന ക്ലിനിക്കല്‍ തെര്‍മോമീറ്ററുകളില്‍ പക്ഷേ ഇന്നും അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത് ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്കെയിലിലാണ്. (1000 പനിയുള്ളയാളുടെ രക്തം തിളച്ച് മറിയാത്തതും അതു കൊണ്ട് തന്നെയാണ്! )

മെര്‍ക്കുറി പെട്ടെന്ന് താപീയവികാസത്തിന് വിധേയമാകുന്ന ഒന്നാണ്. അതുപയോഗിച്ചുള്ള തെര്‍മോമീറ്ററുകളാണ് ഇന്ന് കൂടുതലായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഒരു ഗ്ലാസ് കുഴലിലുള്ള മെര്‍ക്കുറിയാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാനഭാഗം. കുഴലിന്റെ ഒരറ്റത്തുള്ള ബള്‍ബിലാണ് മെര്‍ക്കുറി നിറച്ചിരിക്കുന്നത്. വളരെ നേര്‍ത്ത, വ്യാസം വളരെക്കുറഞ്ഞ കുഴലാണ് തെര്‍മോമീറ്ററില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. കുഴലിന് ചുറ്റും ഗ്ലാസിന്റെ കട്ടിയേറിയ ആവരണമുള്ളതിനാലാണ് തെര്‍മോമീറ്ററിന് അല്പം വണ്ണം തോന്നുന്നത്. മെര്‍ക്കുറിയില്ലാത്ത കുഴലിലെ സ്ഥലത്ത് കുറഞ്ഞ മര്‍ദ്ദത്തില്‍ നൈട്രജന്‍ വാതകം നിറച്ചിരിക്കും.  താപനില കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ബള്‍ബിനുള്ളിലെ രസം വികസിക്കുകയും കുഴലിലൂടെ ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു. കുഴലിന് പുറത്ത് താപനില അടയാളപ്പെടുത്തിയ സ്കെയില്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്കെയിലോ സെല്‍ഷ്യസ്  സ്കെയിലോ ചിലപ്പോള്‍ രണ്ടും കൂടിയോ അടയാളപ്പെടുത്തിട്ടുണ്ടാകാം. മെര്‍ക്കുറിയുടെ സ്ഥാനവും സ്കെയിലും കൂടി താരതമ്യപ്പെടുത്തി താപനില നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നു.
(ക്ലിനിക്കല്‍ തെര്‍മോമീറ്റര്‍)
വിവിധ രീതികളില്‍ താപനില നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്ന തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ ഇന്ന് ലഭ്യമാണ്. താപനില വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനനുസരിച്ച് വൈദ്യുതപ്രതിരോധത്തില്‍ വരുന്ന മാറ്റം അളന്ന് താപനില നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിക്ക് തെര്‍മോമീറ്ററും ആധുനിക തെര്‍മോമീറ്ററുകളില്‍പ്പെടുന്നു. അവയെക്കുറിച്ച് പിന്നീടൊരിക്കല്‍..

Comments

  1. ക്ലിനിക്കല്‍ തെര്‍മോമീറ്ററിനും സാധാരണ തെര്‍മോമീറ്ററിനും തമ്മില്‍ ഘടനാപരമായി ചെറിയ വ്യത്യാസം ഉണ്ട്. ക്ലിനിക്കല്‍ തെര്‍മോമീറ്റര്‍ അള്ക്കുമ്പോഴത്തെ ഏറ്റവും കൂടിയ റീഡിങില്‍ നില്ക്കും , പിന്നീട് കുടഞ്ഞാലെ കുറഞ്ഞു വരൂ.

    1000 പനിയുള്ളയാളുടെ രക്തം തിളച്ച് മറിയാത്തതും അതു കൊണ്ട് തന്നെയാണ്! ഇത് 100 ഡിഗ്രി എന്നല്ലെ ഉദ്ദേശിച്ചത്?

    ReplyDelete
  2. അനില്‍ അങ്ങിനെ ഒരു കാര്യം കൂടിയുണ്ട്. പറയാന്‍ വിട്ടുപോയി. കാലാവസ്ഥാ നിര്‍ണ്ണയക്കാര്‍ ഉഫയോഗിക്കുന്ന തെര്‍മോമീറ്ററുകളിലും ഇതേ പോലൊന്നുണ്ട്. കൂടിയ താപനിലയും കുറഞ്ഞ താപനിലയും മാത്രം അളക്കുന്ന തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍.
    100ഡിഗ്രി തന്നെയാണ്. സൂപ്പര്‍സ്ക്രിപ്റ്റ് ഇടാന്‍ വിട്ടുപോയി ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചതിന് നന്ദി...

    ReplyDelete
  3. നല്ല പോസ്റ്റ്. മെര്ക്കുറീ കുഴലിനു ചുറ്റുമുള്ള ഗ്ളാസ്സിന്റെ കട്ടിയുള്ള ആവരണത്തിലും ഒരു കൊച്ചു സൂത്രമുണ്ട്. അത് ഒരു പ്രിസം പോലെ നിര്മ്മിച്ചിരിക്കുന്നതിനാല്‍ മെര്ക്കുറിയുടെ നേരിയ കോളവും നല്ല വീതിയില്‍ കാണാനാവും.

    ReplyDelete
  4. ബാബുരാജ്, അത് ഇപ്പോഴാ ശ്രദ്ധിച്ചേ.ഒരു ലെന്‍സ് ഇഫക്റ്റ് ഉണ്ടാകുന്നത് നല്ലതാണല്ലോ അല്ലേ.. നന്ദി...

    ReplyDelete

Post a Comment