নিজস্ব প্রতিবেদক দিনের আলো পত্রিকা

প্রকৌশলীর করা একটি বিশেষ প্রশ্ন দিয়ে আলোচনাটি শুরু করা যাক। প্রশ্নটি ছিল, অত্যন্ত দ্রুত আবর্তনশীল সিমেন্ট মিক্সারের ড্রাম কি তীব্র শীতের মধ্যেও ভেতরের পানিকে তরল অবস্থায় টিকিয়ে রাখতে সক্ষম?

এই প্রশ্নের একটি অংশের উত্তর ইতিবাচক। মূলত গতিশীলতা ও ঘর্ষণের প্রভাবে যান্ত্রিক শক্তির একটা নির্দিষ্ট অংশ তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে থাকে। উনিশ শতকের চল্লিশের দশকে প্রখ্যাত বিজ্ঞানী জেমস প্রেসকট জুল একটি নির্দিষ্ট পাত্রে পানির ভেতর প্যাডেল চালনা করে প্রমাণ করেছিলেন যে, যান্ত্রিক কাজের মাধ্যমে পানির তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেতে পারে।

বিজ্ঞানী জেমসের সেই পরীক্ষা শক্তি সংরক্ষণ নীতি প্রতিষ্ঠায় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ অবদান রেখেছিল। নাড়াচাড়া বা আলোড়নের মাধ্যমে উৎপাদিত হওয়া তাপ বাস্তবিক অর্থেই পানিকে উষ্ণ করে তুলতে পারে। তবে মূল সংশয়টি হলো, এই উৎপাদিত তাপ কি বাইরের চরম ঠান্ডার সঙ্গে প্রতিযোগিতা করার মতো যথেষ্ট শক্তিশালী?

পরিস্থিতি হিসেবে ধরা যাক, বাইরের পরিবেশের তাপমাত্রা মাইনাস ১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস। এমন অবস্থায় স্টিল দিয়ে তৈরি সিমেন্ট মিক্সারের ড্রামটি বাইরের পরিবেশে অবিরামভাবে তাপ হারাতে থাকে। মটরের মাধ্যমে উৎপন্ন হওয়া তাপ যদি এই তাপ হারানোর পরিমাণের চেয়ে কম হয়, তবে পানি ক্রমান্বয়ে ঠান্ডা হতে থাকবে।

এমতাবস্থায় কেবল ড্রামটি সচল রাখলেই পানি বরফে পরিণত হওয়া ঠেকানো সম্ভব নয়। বরং সিমেন্ট মিক্সারের ভেতরের অভ্যন্তরীণ পরিবেশ বরফ তৈরির জন্য অত্যন্ত অনুকূল হয়ে উঠতে পারে।

ড্রামের স্টিলের প্রাচীর, ভেତরের বালি কিংবা অন্যান্য বিভিন্ন কণা, পানির মধ্যে উপস্থিত ক্ষুদ্র বুদবুদ এবং নিরবচ্ছিন্ন যান্ত্রিক আঘাত—এই সবকিছুই বরফ গঠনের সূচনা ত্বরান্বিত করতে সাহায্য করে। ফলস্বরূপ, পানির তাপমাত্রা যখন শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে আসে, তখন সেটির অতিশীতল অবস্থায় টিকে থাকার সুযোগ অনেকটাই কমে যায়।