এই ৩০টি প্রশ্ন ও উত্তরের পর, সংকুচিত বায়ু সম্পর্কে আপনার ধারণা উত্তীর্ণ বলে গণ্য হবে। (১-১৫)

১. বায়ু কী? সাধারণ বায়ু কী?

উত্তর: পৃথিবীর চারপাশের বায়ুমণ্ডলকে আমরা বায়ু বলে থাকি।

০.১ মেগাপ্যাসকেল নির্দিষ্ট চাপ, ২০° সেলসিয়াস তাপমাত্রা এবং ৩৬% আপেক্ষিক আর্দ্রতার বাতাসই হলো স্বাভাবিক বাতাস। স্বাভাবিক বাতাস তাপমাত্রার দিক থেকে আদর্শ বাতাস থেকে ভিন্ন এবং এতে আর্দ্রতা থাকে। বাতাসে জলীয় বাষ্প থাকলে, সেই জলীয় বাষ্পকে আলাদা করে দিলে বাতাসের আয়তন কমে যায়।

২. বায়ুর প্রমিত রাষ্ট্রীয় সংজ্ঞা কী?

উত্তর: আদর্শ অবস্থার সংজ্ঞাটি হলো: বায়ুর যে অবস্থায় বায়ু শোষণ চাপ ০.১ মেগাপ্যাসকেল এবং তাপমাত্রা ১৫.৬° সেলসিয়াস থাকে (গার্হস্থ্য শিল্পের সংজ্ঞা অনুযায়ী যা ০° সেলসিয়াস), সেই অবস্থাকে বায়ুর আদর্শ অবস্থা বলা হয়।

আদর্শ অবস্থায়, বায়ুর ঘনত্ব হলো ১.১৮৫ কেজি/মি³ (এয়ার কম্প্রেসার এক্সহস্ট, ড্রায়ার, ফিল্টার এবং অন্যান্য পোস্ট-প্রসেসিং সরঞ্জামের ক্ষমতা বায়ুর আদর্শ অবস্থার প্রবাহ হার দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং এর একক Nm³/min হিসাবে লেখা হয়)।

৩. সম্পৃক্ত বায়ু এবং অসম্পৃক্ত বায়ু বলতে কী বোঝায়?

উত্তর: একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে, আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ (অর্থাৎ, জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব) একটি নির্দিষ্ট সীমায় থাকে; যখন একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় জলীয় বাষ্পের পরিমাণ তার সর্বোচ্চ সম্ভাব্য পরিমাণে পৌঁছায়, তখনকার আর্দ্র বায়ুকে সম্পৃক্ত বায়ু বলা হয়। যে আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য পরিমাণ থাকে না, তাকে অসম্পৃক্ত বায়ু বলা হয়।

৪. কী কী পরিস্থিতিতে অসম্পৃক্ত বায়ু সম্পৃক্ত বায়ুতে পরিণত হয়? “ঘনীভবন” কাকে বলে?

যখন অসম্পৃক্ত বায়ু সম্পৃক্ত বায়ুতে পরিণত হয়, তখন আর্দ্র বায়ুতে থাকা তরল জলের ফোঁটা ঘনীভূত হয়, যাকে “ঘনীভবন” বলা হয়। ঘনীভবন একটি সাধারণ ঘটনা। উদাহরণস্বরূপ, গ্রীষ্মকালে বায়ুর আর্দ্রতা খুব বেশি থাকে এবং জলের পাইপের উপরিভাগে সহজেই জলের ফোঁটা তৈরি হয়। শীতের সকালে, বাসিন্দাদের কাঁচের জানালায় জলের ফোঁটা দেখা যায়। এগুলো হলো আর্দ্র বায়ু স্থির চাপে শীতল হয়ে শিশির বিন্দুতে পৌঁছানোর ফল। এটি তাপমাত্রার কারণে সৃষ্ট ঘনীভবন।

৫. বায়ুমণ্ডলীয় চাপ, পরম চাপ এবং গেজ চাপ বলতে কী বোঝায়? চাপের প্রচলিত এককগুলো কী কী?

উত্তর: ভূপৃষ্ঠকে ঘিরে থাকা বায়ুমণ্ডলের অত্যন্ত পুরু স্তরের কারণে ভূপৃষ্ঠে বা ভূপৃষ্ঠের বস্তুসমূহের উপর যে চাপ সৃষ্টি হয়, তাকে “বায়ুমণ্ডলীয় চাপ” বলা হয় এবং এর প্রতীক হলো Ρb; কোনো পাত্র বা বস্তুর পৃষ্ঠের উপর সরাসরি ক্রিয়াশীল চাপকে “পরম চাপ” বলা হয়। এই চাপের মান পরম শূন্যস্থান থেকে শুরু হয় এবং এর প্রতীক হলো Pa; প্রেশার গেজ, ভ্যাকুয়াম গেজ, U-আকৃতির নল এবং অন্যান্য যন্ত্রের সাহায্যে যে চাপ পরিমাপ করা হয়, তাকে “গেজ চাপ” বলা হয় এবং “গেজ চাপ” বায়ুমণ্ডলীয় চাপ থেকে শুরু হয়, যার প্রতীক হলো Ρg। এই তিনটির মধ্যে সম্পর্কটি হলো

Pa=Pb+Pg

চাপ বলতে প্রতি একক ক্ষেত্রফলের উপর প্রযুক্ত বলকে বোঝায় এবং এর একক হলো নিউটন/বর্গ (N/square), যা Pa বা প্যাসকেল (Pascal) দ্বারা প্রকাশ করা হয়। প্রকৌশলে সাধারণত MPa (মেগাপ্যাসকেল) ব্যবহৃত হয়।

১ মেগাপ্যাসকেল = ১০ ষষ্ঠ ঘাত প্যাসকেল

১ প্রমাণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ = ০.১০১৩ মেগাপ্যাসকেল

১ kPa = ১০০০ Pa = ০.০১ kgf/বর্গ

১ মেগাপ্যাসকেল = ১০ ষষ্ঠ ঘাত প্যাসকেল = ১০.২ কেজিএফ/বর্গ

পুরানো একক পদ্ধতিতে চাপকে সাধারণত kgf/cm² (কিলোগ্রাম বল/বর্গ সেন্টিমিটার) এককে প্রকাশ করা হয়।

৬. তাপমাত্রা কী? তাপমাত্রার সচরাচর ব্যবহৃত এককগুলো কী কী?

তাপমাত্রা হলো কোনো পদার্থের অণুগুলোর তাপীয় গতির পরিসংখ্যানগত গড়।

পরম তাপমাত্রা: সর্বনিম্ন প্রান্তিক তাপমাত্রা থেকে শুরু করে সেই তাপমাত্রা, যখন গ্যাসের অণুগুলো চলাচল বন্ধ করে দেয়। একে T দ্বারা প্রকাশ করা হয়। এর একক হলো “কেলভিন” এবং এককের প্রতীক হলো K।

সেলসিয়াস তাপমাত্রা: বরফের গলনাঙ্ক থেকে শুরু হওয়া তাপমাত্রা, এর একক হলো “সেলসিয়াস” এবং এককের প্রতীক হলো ℃। এছাড়াও, ব্রিটিশ এবং আমেরিকান দেশগুলিতে প্রায়শই “ফারেনহাইট তাপমাত্রা” ব্যবহার করা হয় এবং এর এককের প্রতীক হলো F।

তিনটি তাপমাত্রার এককের মধ্যে রূপান্তরের সম্পর্কটি হলো

T (K) = t (°C) + 273.16

t(F)=32+1.8t(℃)

৭. আর্দ্র বাতাসে জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপ কত?

উত্তর: আর্দ্র বায়ু হলো জলীয় বাষ্প এবং শুষ্ক বায়ুর একটি মিশ্রণ। একটি নির্দিষ্ট আয়তনের আর্দ্র বায়ুতে, জলীয় বাষ্পের পরিমাণ (ভর অনুসারে) সাধারণত শুষ্ক বায়ুর তুলনায় অনেক কম থাকে, কিন্তু এটি শুষ্ক বায়ুর সমান আয়তন দখল করে। এদের তাপমাত্রাও একই থাকে। আর্দ্র বায়ুর চাপ হলো এর উপাদান গ্যাসগুলোর (অর্থাৎ, শুষ্ক বায়ু এবং জলীয় বাষ্প) আংশিক চাপের সমষ্টি। আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের চাপকে জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপ বলা হয়, যা Pso দ্বারা প্রকাশ করা হয়। এর মান আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণকে নির্দেশ করে; জলীয় বাষ্পের পরিমাণ যত বেশি হয়, জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপও তত বেশি হয়। সম্পৃক্ত বায়ুতে জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপকে জলীয় বাষ্পের সম্পৃক্ত আংশিক চাপ বলা হয়, যা Pab দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

৮. বায়ুর আর্দ্রতা কত? আর্দ্রতার পরিমাণ কত?

উত্তর: যে ভৌত রাশি বায়ুর শুষ্কতা ও আর্দ্রতা প্রকাশ করে, তাকে আর্দ্রতা বলে। আর্দ্রতার সাধারণ ব্যবহৃত প্রকাশগুলো হলো: পরম আর্দ্রতা এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা।

সাধারণ অবস্থায়, ১ ঘনমিটার (m³) আয়তনের আর্দ্র বাতাসে থাকা জলীয় বাষ্পের ভরকে ঐ বায়ুর “পরম আর্দ্রতা” (absolute humidity) বলা হয় এবং এর একক হলো গ্রাম/ঘনমিটার (g/m³)। পরম আর্দ্রতা কেবল এটাই নির্দেশ করে যে আর্দ্র বায়ুর একক আয়তনে কী পরিমাণ জলীয় বাষ্প রয়েছে, কিন্তু এটি জলীয় বাষ্প শোষণ করার ক্ষমতা, অর্থাৎ বায়ুটির আর্দ্রতার মাত্রা নির্দেশ করে না। পরম আর্দ্রতা হলো আর্দ্র বায়ুতে থাকা জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব।

আর্দ্র বাতাসে থাকা প্রকৃত জলীয় বাষ্পের পরিমাণ এবং একই তাপমাত্রায় জলীয় বাষ্পের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য পরিমাণের অনুপাতকে “আপেক্ষিক আর্দ্রতা” বলা হয়, যা প্রায়শই φ দ্বারা প্রকাশ করা হয়। আপেক্ষিক আর্দ্রতা φ-এর মান ০ থেকে ১০০%-এর মধ্যে থাকে। φ-এর মান যত কম হয়, বাতাস তত শুষ্ক হয় এবং জল শোষণের ক্ষমতা তত বেশি হয়; φ-এর মান যত বেশি হয়, বাতাস তত আর্দ্র হয় এবং জল শোষণের ক্ষমতা তত কম হয়। আর্দ্র বাতাসের আর্দ্রতা শোষণের ক্ষমতা এর তাপমাত্রার সাথেও সম্পর্কিত। আর্দ্র বাতাসের তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে এর সম্পৃক্ত চাপও সেই অনুযায়ী বৃদ্ধি পায়। এই সময়ে যদি জলীয় বাষ্পের পরিমাণ অপরিবর্তিত থাকে, তবে আর্দ্র বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা φ কমে যাবে, অর্থাৎ আর্দ্র বাতাসের আর্দ্রতা শোষণের ক্ষমতা বেড়ে যাবে। অতএব, এয়ার কম্প্রেসার রুম স্থাপন করার সময়, বায়ুচলাচল বজায় রাখা, তাপমাত্রা কমানো, জল নিষ্কাশন না করা এবং ঘরে জল জমে থাকা রোধ করার দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত, যাতে বাতাসের আর্দ্রতা কমে যায়।

৯. আর্দ্রতার পরিমাণ বলতে কী বোঝায়? আর্দ্রতার পরিমাণ কীভাবে গণনা করা হয়?

উত্তর: আর্দ্র বায়ুতে, ১ কেজি শুষ্ক বায়ুতে থাকা জলীয় বাষ্পের ভরকে আর্দ্র বায়ুর “আর্দ্রতার পরিমাণ” বলা হয়, যা সাধারণত ব্যবহৃত হয়। এটি দেখায় যে আর্দ্রতার পরিমাণ ω, জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপ Pso-এর প্রায় সমানুপাতিক এবং মোট বায়ুচাপ p-এর ব্যস্তানুপাতিক। ω বায়ুতে থাকা জলীয় বাষ্পের পরিমাণকে সঠিকভাবে প্রতিফলিত করে। যদি বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সাধারণত স্থির থাকে, তবে আর্দ্র বায়ুর তাপমাত্রা স্থির থাকলে Pso-ও স্থির থাকে। এই সময়ে, আপেক্ষিক আর্দ্রতা বাড়লে আর্দ্রতার পরিমাণ বাড়ে এবং আর্দ্রতা শোষণ ক্ষমতা কমে যায়।

১০. সম্পৃক্ত বায়ুতে জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব কিসের উপর নির্ভর করে?

উত্তর: বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ (জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব) সীমিত। বায়ুগতিবিদ্যার চাপের (২ মেগাপ্যাসকেল) পরিসরে, এটা ধরে নেওয়া যেতে পারে যে সম্পৃক্ত বাতাসে জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব শুধুমাত্র তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এবং বায়ুচাপের সাথে এর কোনো সম্পর্ক নেই। তাপমাত্রা যত বেশি হয়, সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের ঘনত্বও তত বেশি হয়। উদাহরণস্বরূপ, ৪০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, ১ ঘনমিটার বাতাসে সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব একই থাকে, তার চাপ ০.১ মেগাপ্যাসকেল বা ১.০ মেগাপ্যাসকেল যাই হোক না কেন।

১১. আর্দ্র বাতাস কাকে বলে?

উত্তর: যে বাতাসে নির্দিষ্ট পরিমাণ জলীয় বাষ্প থাকে তাকে আর্দ্র বায়ু এবং জলীয় বাষ্পবিহীন বায়ুকে শুষ্ক বায়ু বলা হয়। আমাদের চারপাশের বায়ু হলো আর্দ্র বায়ু। একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায়, শুষ্ক বায়ুর গঠন ও অনুপাত মূলত স্থিতিশীল থাকে এবং সমগ্র আর্দ্র বায়ুর তাপীয় কর্মক্ষমতার উপর এর কোনো বিশেষ তাৎপর্য নেই। যদিও আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বেশি নয়, তবে এই পরিমাণের পরিবর্তন আর্দ্র বায়ুর ভৌত বৈশিষ্ট্যের উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে। জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বায়ুর শুষ্কতা এবং আর্দ্রতার মাত্রা নির্ধারণ করে। এয়ার কম্প্রেসরের কার্যবস্তু হলো আর্দ্র বায়ু।

১২. তাপ কাকে বলে?

উত্তর: তাপ হলো শক্তির একটি রূপ। সচরাচর ব্যবহৃত এককসমূহ: কিলোজুল/(কেজি·ডিগ্রি সেলসিয়াস), ক্যালরি/(কেজি·ডিগ্রি সেলসিয়াস), কিলোক্যালরি/(কেজি·ডিগ্রি সেলসিয়াস) ইত্যাদি। ১ কিলোক্যালরি = ৪.১৮৬ কিলোজুল, ১ কিলোজুল = ০.২৪ কিলোক্যালরি।

তাপগতিবিদ্যার সূত্রানুসারে, পরিচলন, পরিবহন, বিকিরণ এবং অন্যান্য উপায়ে তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে উচ্চ তাপমাত্রার প্রান্ত থেকে নিম্ন তাপমাত্রার প্রান্তে স্থানান্তরিত হতে পারে। বাহ্যিক শক্তির ব্যবহার না থাকলে, তাপের গতিপথ কখনোই বিপরীতমুখী হতে পারে না।

১৩. বোধগম্য তাপ কী? সুপ্ত তাপ কী?

উত্তর: তাপ দেওয়া বা ঠান্ডা করার প্রক্রিয়ায়, কোনো বস্তুর মূল দশার কোনো পরিবর্তন না করে তার তাপমাত্রা বাড়া বা কমার ফলে বস্তুটি যে তাপ শোষণ বা নির্গমন করে, তাকে বোধগম্য তাপ বলে। এর ফলে মানুষের মধ্যে ঠান্ডা ও গরমের সুস্পষ্ট পরিবর্তন ঘটে, যা সাধারণত থার্মোমিটার দিয়ে পরিমাপ করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, পানির তাপমাত্রা ২০°C থেকে ৮০°C পর্যন্ত বাড়াতে যে তাপ শোষিত হয়, তাকে বোধগম্য তাপ বলা হয়।

যখন কোনো বস্তু তাপ শোষণ বা নির্গমন করে, তখন তার দশার পরিবর্তন ঘটে (যেমন গ্যাস তরলে পরিণত হয়...), কিন্তু তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয় না। এই শোষিত বা নির্গত তাপকে সুপ্ত তাপ বলা হয়। সুপ্ত তাপ থার্মোমিটার দিয়ে মাপা যায় না, মানবদেহও তা অনুভব করতে পারে না, কিন্তু পরীক্ষামূলকভাবে এটি গণনা করা সম্ভব।

সম্পৃক্ত বায়ু তাপ নির্গত করার পর, এর জলীয় বাষ্পের একটি অংশ তরল জলে পরিণত হয় এবং এই সময়ে সম্পৃক্ত বায়ুর তাপমাত্রা হ্রাস পায় না, আর নির্গত তাপের এই অংশটিই হলো সুপ্ত তাপ।

১৪. বায়ুর এনথালপি কত?

উত্তর: বায়ুর এনথালপি বলতে বায়ুতে থাকা মোট তাপকে বোঝায়, যা সাধারণত শুষ্ক বায়ুর একক ভরের উপর ভিত্তি করে নির্ধারিত হয়। এনথালপিকে ι প্রতীক দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

১৫. শিশির বিন্দু কী? এটি কিসের সাথে সম্পর্কিত?

উত্তর: শিশির বিন্দু হলো সেই তাপমাত্রা, যেখানে জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপ স্থির রেখে (অর্থাৎ, পরম জলীয় উপাদান স্থির রেখে) অসম্পৃক্ত বায়ুর তাপমাত্রা কমে গিয়ে তা সম্পৃক্ত অবস্থায় পৌঁছায়। যখন তাপমাত্রা শিশির বিন্দুতে নেমে আসে, তখন আর্দ্র বাতাসে ঘনীভূত জলের ফোঁটা জমা হয়। আর্দ্র বায়ুর শিশির বিন্দু শুধুমাত্র তাপমাত্রার সাথেই সম্পর্কিত নয়, বরং আর্দ্র বায়ুতে থাকা আর্দ্রতার পরিমাণের সাথেও সম্পর্কিত। জলীয় উপাদান বেশি হলে শিশির বিন্দু বেশি হয় এবং জলীয় উপাদান কম হলে শিশির বিন্দু কম হয়। একটি নির্দিষ্ট আর্দ্র বায়ুর তাপমাত্রায়, শিশির বিন্দুর তাপমাত্রা যত বেশি হয়, আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপ তত বেশি হয় এবং আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণও তত বেশি হয়। কম্প্রেসার ইঞ্জিনিয়ারিং-এ শিশির বিন্দুর তাপমাত্রার একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, যখন এয়ার কম্প্রেসারের আউটলেট তাপমাত্রা খুব কম হয়, তখন তেল-গ্যাস ব্যারেলের কম তাপমাত্রার কারণে তেল-গ্যাসের মিশ্রণ ঘনীভূত হয়, যা লুব্রিকেটিং তেলে জল মিশিয়ে দেয় এবং লুব্রিকেশন কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে। অতএব, এয়ার কম্প্রেসরের নির্গত তাপমাত্রা এমনভাবে ডিজাইন করতে হবে যাতে তা সংশ্লিষ্ট আংশিক চাপে শিশিরবিন্দু তাপমাত্রার চেয়ে কম না হয়।