Saturday, 6 January 2018

உலகின் முதல் குக்கர் 

நீரின் கொதி நிலை (boiling point) என்ன?  என்று யாரேனும் கேட்டால் நாம் சட்டென சொல்லும் பதில் 100 டிகிரி செல்சியஸ். இந்த கொதி நிலையில் தான் நீர் மூலக்கூறுகள் உடைந்து ஆவியாக வாயு நிலைக்கு மாறுகிறது.

ஆனால், உண்மையில் நீரின் கொதி நிலை அளவு ஒரே அளவாக எல்லா இடங்களிலும் இருப்பதில்லை. இவை இடத்தை பொறுத்து மாறுபடுகிறது. குறிப்பாக, கடல் நீர் மட்டத்திற்கு (sea level) கீழே இருக்கும் பகுதியில் நீரின் கொதி நிலையானது அதிகமாகவும், கடல் நீர் மட்டத்திற்கு அதிகமாக உயரமான‌ பகுதிளில் கொதி நிலையானது 100 டிகிரி செல்சியசை விட குறைவாகவும் உள்ளது.

ஏன் இந்த வேறுபாடு? 
காற்று மூலக்கூறுகளின் அடர்த்தி உயரத்தை பொறுத்து மாறுபடுவதால் நீரின் கொதி நிலையும் மாறுகிறது. 

உதாரணத்திற்கு கடல் நீர் மட்டத்தினை விட தாழ்வான பகுதியில் காற்று மூலக்கூறுகளின் அடர்த்தி (density) அதிகமாக இருக்கும். ஆகையால் நீர் மூலக்கூறுகள் உடைந்து வாயுவாக காற்றில் கலக்க அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும். உயரமான மலைப் பகுதிகளில் காற்றின் அடர்த்தி மிக குறைவாக இருப்பதால் நீர் மூலக்கூறுகள் உடைந்து காற்றில் கலக்க் குறைவான ஆற்றலே போதும். 

அப்படியானால் கடல் நீர் மட்டத்தினை விட தாழ்வாக உள்ள பகுதியில் நீரை கொதிக்க வைக்க அதிக வெப்ப ஆற்றல் தேவைப்படும். 

இந்த சூழலினை சமாளிக்க 1679 ஆம் ஆண்டு பிரெஞ்சு அறிவியலாளர் டெனிஸ் பாபின் (Denis Papin) என்பார் காற்று புகாமல் நன்கு அடைக்கப்பட்ட அழுத்த கலன் (Steam Digester) ஒன்றை வடிவமைத்தார். இதன் மூலம் இந்த மூடப்பட்ட கலனில் உள்ள நீரானது உயர் அழுத்தத்தில் குறைவான நேரத்தில் கொதி நிலையினை எட்டுகிறது, இந்த வடிவமைப்பில் அதிக அழுத்தத்தினால் உலைகலன் வெடிக்காமல் இருக்க நீராவியை குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு பிறகு தானாகவே வெளியேறும் படியான ஒரு வெளியேற்று அமைப்பினை வடிவமைத்தார். இதன் மூலம் கடல் நீர் மட்டத்தினை விட தாழ்வான பகுதியில் இருப்பவர்களுக்கு சமைப்பதற்கான நேரத்தையும், வெப்ப ஆற்றலையும் இந்த சிஸ்டம் குறைத்து தந்தது. இதுவே பின்னாளில் பிரசர் குக்கர் வடிவமைப்பாக மாறியது.

இன்றைக்கு நவீன யுகத்தில் நாம் பயன்படுத்தும் பிரசர் குக்கர்களின் முன்னோடி டெனிஸ் பாபின் கண்டுபிடித்த உயர் அழுத்த உலைகலனே.

டெனிஸ் பாபினின் கண்டுபிடிப்பிற்கு பிறகு ஏறத்தாழ 230 ஆண்டுகளுக்கு பிறகு 1918 ஆம் ஆண்டு ஸ்பெயின் நாடு பிரசர் குக்கருக்கான காப்புரிமையினை ஜோஸ் அலெக்ஸ் மார்ட்டினஸ் (Jose Alix Martínez) என்பாருக்கு தந்தது. பிறகு 1938 ஆம் ஆண்டு ஆல்பிரட் விஸ்ஸர் (Alfred Vischer) என்பவர் வீடுகளுக்கு பயன்படுத்தும் பிரசர் குக்கரை வடிவமைத்து சந்தைப்படுத்தினார்.

அதற்கு பிறகு கடந்த 75 ஆண்டுகளில் பிரசர் குக்கரின் வடிவமைப்பில் பல்வேறு மாறுபாடுகள் வந்து தற்போது கையடக்க வடிவில் குக்கர்கள் கிடைக்கிறது.

மின், மற்றும் வெப்ப ஆற்றலை சேமிக்கும் நோக்கில் பார்த்தால் பிரசர் குக்கர்கள் ஒரு ஆற்றல் தேக்கி என்றே சொல்லலாம். இந்த வகையில் பார்த்தால் பிரசர் குக்கர்கள் அதிகப் படியான ஆற்றல் செலவீட்டினால்  வளிமண்டலத்தில் வெளியேற்றப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவினை  (CO2 emission) வெகுவாக குறைத்துள்ளது.

"தேவைகளே கண்டுபிடிப்புகளின் தாய்" என்ற கூற்றுக்கு இணங்க கடல் நீர் மட்டத்தினை விட தாழ்வாக இருக்கும் பகுதியில் நீர் கொதி நிலையினை எவ்வாறு குறைப்பது? என்ற இடத்தில் துவங்கி இன்றைக்கு எல்லா பகுதிகளிலும் வசிக்கும் மக்களுக்கும் எளிதாக பயன்படுத்தும் வகையில் கிடைக்கும் சிறந்த நுட்ப வடிவமைப்புகளின் ஒன்றாக "குக்கர்" விளங்குகிறது.

"அறிவியல் வளர்ச்சி" மக்களின் சிரமங்களை குறைத்துள்ளது அந்த வகையில் குக்கருக்கு பெரிய சல்யூட்.

First pressure cooker design. Picture courtesy "Energy and Matter"- Gerard Cheshire. Evans London Publisher.