ഞാനും നിങ്ങളും സ്കൂളിൽ സയൻസ് ക്ലാസിൽ പഠിച്ചിട്ടുള്ള ചില കാര്യങ്ങൾ ഓർമിപ്പിക്കട്ടെ...

Vaisakhan Thampi

2018

"ഒരു യൂണിറ്റ് പിണ്ഡമുള്ള വസ്തുവിന്റെ താപനില ഒരു ഡിഗ്രി സെൽസ്യസ് ഉയർത്താനാവാശ്യമായ താപോർജത്തെ അതിന്റെ വിശിഷ്ട താപധാരിത എന്ന് പറയുന്നു" (The heat energy required to raise the temperature of unit mass of a substance is called its specific heat capacity)

"ഊർജം ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ നിരക്കിനെയാണ് പവർ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. അതിന്റെ യൂണിറ്റ് വാട്ട് ആണ്" (Power is the rate of spending energy. Its unit is Watt)

"r ആരവും h ഉയരവും ഉള്ള ഒരു സിലിണ്ടറിന്റെ വ്യാപ്തം കാണാനുള്ള സമവാക്യം πr²h ആണ്" (The volume of a cylinder of radius r and height h is given by πr²h)

"വെള്ളത്തിന്റെ സാന്ദ്രത 1000 kg/m³ ആണ്" (The density of water is 1000 kg/m³)

ഇവയും ഇതിന് സമാനമായ മറ്റ് സ്കൂളറിവുകളും നിങ്ങൾ ഇന്നുവരെ ജീവിതത്തിൽ എപ്പോഴെങ്കിലും ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടോ? എന്റെ കാര്യത്തിലെ ഒരു ഉദാഹരണം പറയാം.

എനിക്ക് കുടിവെള്ളം തിളപ്പിക്കണം. കൈയിൽ ഒരു ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറും സ്റ്റീൽ പാത്രവും ഉണ്ട്. കുടിയ്ക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന വിധം വെള്ളം തിളപ്പിച്ചെടുക്കാൻ ഞാൻ എത്ര നേരം പാത്രം കുക്കറിൽ വെച്ചിരിക്കണം? മിക്കവാറും ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറുകളിൽ ടൈമർ ഓപ്ഷൻ ഉണ്ട്. നിശ്ചിത സമയം സെറ്റ് ചെയ്താൽ അതുകഴിഞ്ഞ് താനേ പവർ ഓഫ് ആയിക്കോളും. പക്ഷേ അത് ഉപയോഗിക്കാൻ എത്രനേരം വെച്ചാലാ വെള്ളം തിളയ്ക്കുക എന്നറിയണമല്ലോ!

സത്യത്തിൽ വെറും സ്കൂളറിവ് വച്ച് തന്നെ അതറിയാനാകും. നോക്കാം:

വെള്ളത്തിന്റെ വിശിഷ്ട താപധാരിത ഏതാണ്ട് 4200 ജൂൾ ആണ്. അതായത് ഒരു കിലോഗ്രാം വെള്ളത്തിന്റെ താപനില ഒരു ഡിഗ്രി ഉയർത്താൻ 1200 ജൂൾ ഊർജം കൊടുക്കണം. വെള്ളം തിളയ്ക്കുന്നത് 100 ഡിഗ്രിയിലാണ്. അന്തരീക്ഷത്തിലെ താപനില 30 ഡിഗ്രി ആണെങ്കിൽ, വെള്ളം തിള്ക്കാൻ അതിന്റെ താപനില 100-30 = 70 ഡിഗ്രി ഉയർത്തേണ്ടതുണ്ട്. അങ്ങനെയെങ്കിൽ അതിന് വേണ്ട ഊർജം, 4200 x 70 = 2,94,000 ജൂൾ ആയിരിക്കും.

ഇത് ഒരു കിലോഗ്രാം വെള്ളത്തിന്റെ കാര്യമാണ്. എന്റെ കൈയിലിരിക്കുന്ന പാത്രം നിറയെ വെള്ളമെടുത്താൽ അതിന് എന്ത് പിണ്ഡമുണ്ടാകും എന്നറിയണമല്ലോ. പാത്രത്തിന് സിലിണ്ടർ ആകൃതിയാണ്. കൈയിലുള്ള ചെറിയ സ്കെയിൽ വച്ച് അളന്നപ്പോൾ അതിന് 11 cm ആരവും (radius), 10 cm ഉയരവുമുണ്ട്. അങ്ങനെയെങ്കിൽ അതിൽ നിറയെ വെള്ളമെടുത്താൽ, അതിന്റെ വ്യാപ്തം (volume), πr²h എന്ന സമവാക്യം വച്ച് കണക്കാക്കാം. അത് 3.14 x 11² x 10 = 3801.3 cm³ ആണ്.

ഇത് വ്യാപ്തമാണ്. ഈ വെള്ളത്തിന് എത്ര പിണ്ഡം കാണും? വെള്ളത്തിന്റെ സാന്ദ്രത 1000 kg/m³ ആണെന്ന് പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതായത് ഒരു cm³ വെള്ളത്തിന് 1 ഗ്രാം പിണ്ഡമുണ്ടാകും. അങ്ങനെയെങ്കിൽ എന്റെ പാത്രത്തിൽ 3801.3 ഗ്രാം വെള്ളം ഉണ്ടാകും, അല്ലെങ്കിൽ 3.8 കിലോഗ്രാം.

അപ്പോ നേരത്തെ പറഞ്ഞ കണക്കനുസരിച്ച്, ഇത്രയും വെള്ളത്തെ നൂറ് ഡിഗ്രി വരെ ചൂടാക്കാൻ 3.8 x 2,94,000 = 11,17,200 ജൂൾ ഊർജം വേണ്ടിവരും.

മിക്കവാറും ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിൽ നമുക്ക് 100 W, 500 W, 1000 W, 1200 W എന്നിങ്ങനെ പവർ സെലക്ട് ചെയ്യാൻ സാധിയ്ക്കും. 1200 W എന്നാൽ ഒരു സെക്കൻഡിൽ ഒരു ജൂൾ എന്ന നിരക്കിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പവർ ആണ്. അതായത്, ഞാൻ കുക്കറിൽ 1200 W തെരെഞ്ഞെടുത്തിട്ട് പാത്രം വച്ചാൽ ഒരു സെക്കൻഡിൽ 1200 ജൂൾ ഊർജം ജലത്തിലേയ്ക്ക് കടക്കും എന്നർത്ഥം. അങ്ങനെയെങ്കിൽ 11,17,200 ജൂൾ ഊർജം കടക്കാൻ എത്ര സമയം വേണ്ടിവരും? 11,17,200/1200 = 931 സെക്കൻഡ്. ഇത് 15.5 മിനിറ്റാണ്. ഇതിൽ കുറച്ച് ഊർജം ജലത്തിലേയ്ക്ക് കടക്കാതെ നഷ്ടപ്പെടും എന്ന് കരുതി അതിനെ 16 മിനിറ്റായി കണക്കിലെടുക്കാം. ഇത്രയും സമയം കൊണ്ട് വെള്ളം തിളയ്ക്കും. ശരിയായ അണുനാശനത്തിന് വെള്ളം നാല് മിനിറ്റ് തിളപ്പിക്കാൻ തീരുമാനിച്ചാൽ ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിലെ ടൈമർ ഞാൻ 20 മിനിറ്റായി സെറ്റ് ചെയ്യണം എന്ന് ഇതിൽ നിന്ന് വ്യക്തമാകും. (NB: ഇത് പ്രായോഗിക ആവശ്യത്തിന് പറ്റിയ ഏകദേശ കണക്കാണ്. അടുവിട തെറ്റാത്ത കണിശത അവകാശപ്പെടാനാവില്ല)

ഇവിടെ നമ്മൾ ഉപയോഗിച്ച അടിസ്ഥാന അറിവുകൾ എല്ലാവരും സ്കൂളിൽ പഠിച്ചത് തന്നെയാണ്. പക്ഷേ നമ്മളിൽ എത്രപേർക്ക് അത് സ്വന്തം നിലയ്ക്ക് ജീവിതത്തിൽ പ്രയോഗിക്കാൻ സാധിയ്ക്കും എന്ന് പരിശോധിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ ഞാൻ അത് ഉപയോഗിച്ചത് ഇക്കാര്യങ്ങളൊക്കെ സ്കൂളിനപ്പുറം തുടർന്നും പഠിച്ചതുകൊണ്ടാണ് എന്ന് പറയാം. പക്ഷേ സ്കൂളിൽ ശരിയ്ക്ക് പഠിച്ചിട്ടുണ്ട് എങ്കിൽ തുടർപഠനമില്ലാതെ തന്നെ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയേണ്ട അറിവായിരുന്നു അത്.

ഇതാണ് നമ്മൾ സയൻസ് പഠിയ്ക്കുന്ന രീതിയുടെ പ്രത്യേകത. എന്ത് എന്തിന് പഠിയ്ക്കുന്നു എന്നോ അത് എവിടെ പ്രയോജനപ്പെടുമെന്നോ നമ്മൾ കാണുന്നില്ല. അതുകൊണ്ടാണ് അമേരിക്കയിൽ പോയി ഡോക്ടറായാലും വായിൽ നിന്ന് വങ്കത്തരം അനർഗളനിർഗളം പ്രവഹിക്കുന്നത് കേൾക്കേണ്ടി വരുന്നത്. അതിന്റെ കീഴിൽ "വിലപ്പെട്ട അറിവിന് നന്ദി" എന്ന കോമഡി കമന്റുകളുടെ മഹാനിര കാണേണ്ടിവരുന്നത്. ഇന്ന് നാം പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന ഏതാണ്ടെല്ലാ മണ്ടത്തരങ്ങളുടേയും തനിനിറം മനസിലാക്കാൻ പത്താം ക്ലാസ് വരെ പഠിച്ച സയൻസ് മാത്രം മതി. പക്ഷേ പത്താം ക്ലാസ് വരെ നാം സയൻസ് 'പഠിയ്ക്കണ'മായിരുന്നു...