02.07.04 – ද්‍රවස්තිථි විද්‍යාව- ඉපිලීම

ඉපිලීම

• වස්තුවක් ද්‍රවයක් තුළ පූර්ණ වශයෙන් හෝ අර්ධ වශයෙන් ගිලී පාවෙමින් සමතුලිතව පැවතීම ඉපිලීම නම්වේ.
• එවිට, වස්තුව සමතුලිතව පවතින්නේ බල දෙකක් යටතේ පමණි. 
• එම බල දෙක වනුයේ වස්තුවේ බර සහ වස්තුවේ උඩුකුරු තෙරපුමයි

ඉපිලුම් නියමය

වස්තුවක් නිසල අසම්පීඩ්‍ය තරලයක අර්ධ වශයෙන් හෝ පූර්ණ වශයෙන් ගිලී ඉපිලේ නම්, වස්තුව මත යෙදෙන උඩුකුරු තෙරපුම වස්තුවේ බරට සමාන වේ. එනම් ගිලී ඉපිලෙන වස්තුවක,   

වස්තුවේ බර  =  වස්තුව මත තරලයෙන් යෙදෙන උඩුකුරු තෙරපුම වේ.

ඉපිලුම් නියමයෙන්,     

• වස්තුවක් ගිලී පවතින විට ඉපිලුම් නියමය යෙදිය නොහැකිය, එවිට යොදාගත යුත්තේ සමතුලිතතාවයට අදාල සමීකරණයයි.
• වස්තුවක් මත උඩුකුරු තෙරපුමක් යෙදීමට නම් වස්තුවේ පහල පෘෂ්ඨය ද්‍රවයක් හෝ ද්‍රව ස්ථරයක් ස්පර්ශව පැවතිය යුතුය. 
• බදුනක් පතුලේ තැබූ වීදුරු කුට්ටියක් සලකමු. එය එසේ තිබියදී ජලය පුරවයි.
• නමුත් එහි පහල පෘෂ්ඨය ජලය ස්පර්ශ නොවේ. එබැවින් වස්තුව මත උඩුකුරු තෙරපුමක් නොපවතී.
• මීට ප්‍රධානම හේතුව වන්නේ උඩුකුරු තෙරපුම ඇති වන්නේ ද්‍රවස්ථතික පීඩන වෙනස නිසායි.
• ද්‍රවය පහල පෘෂ්ඨය ස්පර්ශ නොකරයි නම් අදාල පීඩන වෙනස නොලැබීයයි එවිට උඩුකුරු තෙරපුමක් නොලැබේ.
• නමුත් ජලය පුරවා පසුව වීදුරු කුට්ටිය බදුනට දැමූවිට එහි පහල ද්‍රව ස්ථරයේ ජලය ස්පර්ශව ඇති නිසා උඩුකුරු තෙරපුමක් පවතී.

වස්තුවක් ද්‍රවයක් තුල අර්ධ වශයෙන් ගිලී ඉපිලීමට අවශ්‍යතාවය

• අර්ධ වශයෙන් ඝනත්වය d නම් ද්‍රවයක ගිලී පවතින ඝනත්වය 𝜌 වූ වස්තුවක් සලකමු. වස්තුවේ පරිමාව  v ද, ගිලී පවතින පරිමාව v’ ද වේ නම්,

ඉපිලුම් නියමයට අනුව,

 

 

• මේ අනුව වස්තුවක් අර්ධ වශයෙන් තරලයක ගිලී ඉපිලීමට නම් ද්‍රවයේ ඝනත්වයට වඩා වස්තුවේ ඝනත්වය අඩු විය යුතුයි.

වස්තුවක් ද්‍රවයක් තුල පූර්ණ වශයෙන් ගිලී පැවතිමට අවශ්‍යතාවය

• මෙවිට ඉහත පරිදි වස්තුවක් සැලකිය හැක.

• ඒවිට වස්තුවක්  පූර්ණ වශයෙන් ගිලී ඉපිලීමට නම් වස්තුවේ ඝනත්වය, ද්‍රවයේ ඝනත්වයට සමාන විය යුතුයි.
• එලෙස වස්තුවක් ද්‍රවයක ගිලීමට හේතුව නම් වස්තුවේ ඝනත්වය ද්‍රවයේ ඝනත්වයට වඩා වැඩි වීමයි.

ආදර්ශ ප්‍රශ්න

1. 1. 800 kg m^-3 ඝනත්වය ඇති වස්තුවක්, ජලය තුළට දැමූ විට එය ජලයේ ගිලී පවතින පරිමාව හා වස්තුවේ මුළු පරිමාව අතර අනුපාතය ලබා ගන්න  (ජලයේ ඝනත්වය =1000 kg m^-3) ගිලී ඇති පරිමාව v₁ ද මුළු පරිමාව v_all ද නම්,

 

 

1. 1. ඝනත්වය d₁ හා d₂ වන (d₂ < d₁) මිශ්‍ර නොවන ද්‍රව දෙකක් බඳුනක ඇත. ඝනත්වය d වූ ඒකාකාර ගෝලයක් සම්පූර්ණයෙන්ම ගිලී ඉපිලෙන්නේ එහි පරිමාවෙන් 3/4 පහතින් පිහිටි ද්‍රවය තුළ පවතින ලෙසටය ගෝලයේ ඝනත්වය සොයන්න.

(d₂ < d₁)  බැවින්  d₁ ද්‍රවය යටින් තිබිය යුතුයි. වස්තුවේ පරිමාව 4v  ලෙස සලකමු.

1. සෘජුකෝනාස්‍රාකාර ලී  කුට්ටියක් ඉන් 3/4 ක් ජලය තුළ සිටින සේ පාවේ. එය වෙනත් ද්‍රවයක තැබූ විට පරිමාවෙන් හරි අඩක් ද්‍රවය තුළ සිටින සේ පාවේ. එම ද්‍රවයේ ඝනත්වය සොයන්න.

ජලයේ ඝනත්වය d_w ද, ද්‍රවයේ ඝනත්වය d₀ ද ලෙස ගනිමු. වස්තුවේ පරිමාව 4v  ලෙස ගනිමු.

ද්‍රවමානය

භාවිත,

1. කිරි වලට ජලය මිශ්‍රවී ඇත් දැයි බැලීමට
2. රබර් කිරිවල ඝනත්වය මැනීමට
3. වාහන බැටරි අම්ල වල ඝනත්වය මැනීමට

ප්‍රායෝගික ද්‍රවමානයක සරල ස්වරූපය පහත දැක්වේ.  

• ද්‍රවමානයේ පහල විශාල බල්බයක් ඇති නිසා ඝනත්වය සාපේක්ෂව අඩු ද්‍රවයක පවා නොගිලී පාකර ගත හැක.
• බල්බයට පහලින් අමතර බරක් එක් කර ඇති නිසා ද්‍රවමානයේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වඩාත් පහලට පැමිණේ.

• ද්‍රවමානය ද්‍රවයක පාවෙන විට උත්ප්ලාවකතා කේන්ද්‍රයට පහලින් ද්‍රවමානයේ කේන්ද්‍රය ඇති නිසා ද්‍රවමානය නොපෙරලී සිරස්ව පාකල හැක. එනම්, මෙමගින් සිරස්ව ඉපිලෙමින් ස්ථායී සමතුලිතතාවයේ තබා ගත හැකිවේ.
• ද්‍රවමානයේ කඳ සිහින් කොට සකසා ඇත්තේ කුඩා ඝනත්ව වෙනසකට වුවද විස්ථාපිත ද්‍රව පරිමාවේ වෙනස සඳහා හරස්කඩ අඩු වන විට ගිලෙන උසෙහි වැඩි වෙනසක් ඇති කිරීමටයි. එනම්, ද්‍රවමානයේ සංවේදිතාවය වැඩි කිරීමටයි..
• ද්‍රවමානයේ කඳ සිහින් වන නිසා ඇති වන වාසි
  1. ද්‍රවමානයේ සංවේදීතාවය වැඩි වීම.
  2. ද්‍රවමානය මත පහලට ඇති වන පාෂ්ඨික ආතති බල අඩු කිරීමට

• ද්‍රවමානයේ ඉහල සිට බල්බය දෙසට යන විට පරිමාණය වැඩි වන අතර ක්‍රමාංකිත සලකුණු අතර පරතරය අඩු වේ.
• ද්‍රවමානය ඉහල සිට පහලට ක්‍රමාංකනය කර ඇත්තේ ඝනත්වය අඩු ද්‍රවයක ගිලෙන උස වැඩි නිසායි.
• ද්‍රවමානය ද්‍රවයක පාකල විට, ද්‍රව පෘෂ්ථය ස්පර්ෂ වන පරිමාණ සලකුණ මගින් ද්‍රවයේ ඝනත්වය ලබා දේ.

ද්‍රවමානයේ ක‌ඳේ හරස්කඩ වර්ගඵලය A ද, බල්බයේ පරිමාව v ද, ගිලී ඇති ක‌‌ඳෙහි උස h ද, ද්‍රවමානයේ මුළු ස්කන්ධය m ද, ද්‍රවයේ ඝනත්වය d ද නම්, ගිලී ඇති උස h සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලබා ගන්න. 

බර එල්වූ කැකෑරුම් නලයක් භාවිතයෙන් ද්‍රවයක ඝනත්වය සෙවීම 

  ද්‍රව්‍ය හා උපකරණ : 

• කැකෑරුම් නලයක් 
• උස සරාවක්
• 10g පඩි කීපයක් (ස්කන්ධ ඒකක)
• ව’නියර් කැලිපරයක් 
• (mm) සලකුණ සහිත ප්‍රස්ථාර කඩදාසි පටියක්
• ප්‍රමාණවත් තරම් NaCl ද්‍රාවණයක්
• ඊයම් මූනිස්සම් හෝ යකඩ බෝල
• ඉටි ස්වල්පයක්  
• නූල් කැබලි

v=  නලයේ බර යෙදූ ඉටි සහිත කොටසේ පරිමාව

M= අඩංගු ද්‍රවයේ හා නලයේ මුළු ස්කන්ධය

A= නලයේ සිලින්ඩරාකාර කොටසේ බාහිර හරස්කඩ වර්ගඵලය

m=  නලය තුළට එක්කල අමතර ස්කන්ධය      

d=   ද්‍රවයේ ඝනත්වය

h=  නලය ඉපිලෙන විට ගිලී ඇති සිලින්ඩරාකාර කොටසේ දිග

ඉපිලුම් නියමයෙන්,

• ව’නියර්  කැලිපරයෙන් නලයේ බාහිර විෂ්කම්භය සොයා, නලයේ හරස්කඩ වර්ගඵලය ගණනය කර ප්‍රස්ථාරයේ අනුක්‍රමනය යොදාගෙන ද්‍රවයේ ඝනත්වය d සොයා ගත හැක.

ද්‍රවයේ ඝනත්වයේ පරස්පරය 1/d ට එදිරිව h ප්‍රස්ථාරය

ද්‍රවයේ ඝනත්වයට d ට එදිරිව කඳෙහි ගිලෙන උස h අතර ප්‍රස්ථාරය

• ඔබට මෙම කොටස වීඩියෝ ඇසුරින් අධ්‍යයනයට :

මෙම වීඩියෝවේ,

• ඉපිලුම සහ ඒ ආශ්‍රිත මූලධර්ම ඇතුලත්ය.

මෙම වීඩියෝවේ,

• ද්‍රවමානය සහ බර යෙදූ නලය භාවිත කර ද්‍රවයක ඝනත්වය සෙවීම පිලිබඳ කරුණු අඩංගු වේ.