సంగ్రహ ఆంధ్ర విజ్ఞాన కోశము/మూడవ సంపుటము/గాలి-జడవాయువులు
గాలి - జడవాయువులు :
భూమిని చుట్టియున్న వాతావరణమును గాలి యందురు. ఇది కంటికి కనిపించక పోయినను ఇది వీచుట వలనను, వస్తువులలో కలుగు చలనము వలనను, స్పర్శ వలనను దీని ఉనికిని గుర్తించనగును. వాన్ గెరిక్ (Von Guerike) మున్నగు శాస్త్రవేత్తలు తమ పరిశోధనముల మూలమున, గాలి తన బరువు వలన భూమిపై కొంత ఒత్తిడిని కలిగించునని నిర్ణయించి, ప్రమాణ వైశాల్యముపై గల ఈ ఒత్తిడికి వాయుపీడనమని పేరు పెట్టిరి. ప్రాచీనకాలమున గాలి సహజశక్తిగా పరిగణింపబడెను. నౌకా యానమునకును, పిండిమరలు మొదలగు యంత్రములను నడుపుటకును, గాలి ఉపయోగింపబడెను. హీసోయిడ్ (Hesoid) అను శాస్త్రజ్ఞుడు గాలిలో కలుగు చలనమునకు కారణము సూర్యుని వేడిమియై యుండునని ఊహించెను.
ఈ గాలి అనాది నుండియు మూల పదార్థములలో నొకటిగా భావింపబడుచు వచ్చెను. టెసిబియసు (ctesibius), హీరో (Hero) మున్నగు శాస్త్రవేత్తలు గాలియొక్క ధర్మములను తెల్పు న్యూమేటిక్సు (Pneumatics) అను శాస్త్ర భాగమును కనుగొనిరి. ఈ శాస్ర సహాయమున, గాలి అంతకుముందు భావింపబడినట్లు ఒకే మూల పదార్థము కాదనియు, అది వేరు వేరు వాయువుల కలయికచే ఏర్పడి యుండుననియు గుర్తించిరి. 17, 18 శతాబ్దములలో దహనక్రియను (Combustion) గూర్చిన పరిశోధనల మూలమున ముఖ్యముగా ప్రాణవాయువు (Oxygen ), నత్రజని (Nitrogen), అను వాయువులను గాలి కలిగి యున్నదను విషయము రూఢమైనది. కేవన్‌డిష్ (Cavendish), ప్రీ స్ట్లే (Priestley), లెవోజి (Lavoisier), మొదలగు శాస్త్రజ్ఞులు ఈ విషయము పైననే పరిశోధనలు జరిపి గాలియందు ప్రాణవాయువు నూటికి 20.833 భాగములును, నత్రజని 79.167 భాగములును కలవని నిర్ణయించిరి.
కొన్ని ప్రయోగముల ఫలితముగా గాలియందు వస్తువులు మండుటకు సహాయపడు భాగము ప్రాణవాయువు అనియు, మండుటకు సహాయపడని భాగము నత్రజని అనియు, అవిరెండును ఘనపరిమాణములో 1 : 4 నిష్పత్తిలో ఉండుననియు కనుగొనబడినది. 18 వ శతాబ్దమున డ్యూమాస్ (Dumas) అను శాస్త్రవేత్త తన వివిధ ప్రయోగముల ద్వారమున గాలిలోని ప్రాణవాయువు యొక్కయు, నత్రజని యొక్కయు భార నిష్పత్తి 23.2 : 75.5 అని కనుగొనెను.
1774 సంవత్సర ప్రాంతమున లెవోజి అను ఫ్రెంచి శాస్త్రజ్ఞుడు గాలిలో వస్తువులు ఉండుటకు సహాయపడని భాగము కేవలము నత్రజనియేగాక, నత్రజని కర్బన ద్వ్యమ్లజనిదము (Carbon dioxide), నీటియావిరి అను వాటియొక్క మిశ్రమ రూపమని గ్రహించెను. మరికొన్ని ప్రయోగములద్వారా గాలిలో, పై వాయువులతోబాటు నవాసారము (Ammonia), నత్రికామ్ల వాయువు (Nitric acid air), ఓజోను, ఆరానువంటి కొన్ని జడవాయువులు కూడా కలవని గ్రహింపబడినది. గాలిలోని ప్రతి పదివేల భాగములకు వివిధ వాయువులు ఈ క్రింద నుదాహరింపబడినవిధముగా నుండునని నిర్ణయింపబడినది.
| ప్రాణవాయువు | 2,065.94 | ఒజోను | 0.015 |
| నత్రజని | 7,711.60 | నత్రికామ్ల వాయువు | 0.08 |
| నీటియావిరి | 140.00 | ||
| జడవాయువులు | 79.00 | నవాసారము | 0.005 |
| కర్బనద్వ్యమ్లజనిదము | 3.36 |
గాలిలోని ఘటకములైన వాయువు లెవ్వియు తమ సహజధర్మములను కోల్పోకుండుటచేతను, వాటిని సులభ పద్ధతులద్వారా వేరుచేయగల్గుటచేతను, వివిధ ప్రాంతములలోని గాలిలో ముఖ్య ఘటకములైన నత్రజని - ప్రాణవాయువుల సామ్యములో భేద ముండుటచేతను, గాలి పై నుదాహరింపబడిన వాయువు లన్నిటిని కలిగి యున్నప్పటికిని అది మిశ్రమమేగాని సంయోగద్రవ్యము కాదని స్పష్టమగుచున్నది.
జడవాయువులు : గాలి మిశ్రమమని నిర్ణయింపబడినను, 19 వ శతాబ్దపు చివరవరకు దానిలో జడవాయువులు కలవను అనుమానమైన కలుగలేదు. రసాయన సమ్మేళనములలో ఈ వాయువులు పాల్గొనకపోవుటవలన వీటికి స్తబ్ధవాయువులు లేక జడవాయువులు అనునామము సార్థకమైనది. ఇందు హీలియము, నియాను, ఆర్గాను, క్రిప్టాను, జినాను, రేడాను అను వాయువులు పేర్కొన దగినవి.
1785 వ సంవత్సర ప్రాంతమున ప్రాణవాయువు తొలగింపబడిన గాలిని నైటరుగా మార్చనగుననియు, ఎంత ప్రయత్నించినను దానిలో సుమారు 1/120 వ భాగము మాత్రము ఏ విధమైన మార్పును పొందదనియు, కేవన్ డిష్ అను శాస్త్రవేత్త కనుగొనెను. కాని దానిని అతడు ఉపేక్షించెను. 1892 వ సంవత్సరమున రేలే అను శాస్త్రజ్ఞుడు రాసాయనికముగా తయారుచేసిన నత్రజనికంటె వాతావరణములోని నత్రజని 1/2% ఎక్కువ బరువుగా నున్నట్లు కనుగొనెను. తరువాత రామ్సే, రేలే మున్నగు శాస్త్రజ్ఞుల పరిశోధనమువలన గాలిలో ఒక క్రొత్త మూల పదార్థము ఉండియుండుటయే ఈ భారభేదమునకు కారణమని గ్రహించి దానికి ఆర్గాను అని పేరిడిరి.
ఆర్గాను అనుదానికి తరువాత కనుగొనబడిన వాయువు, హీలియము అనునది. 1860 వ సంవత్సర ప్రాంతమున సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణ సమయమందు సూర్యుని చుట్టు నున్న క్రోమోస్ఫియరును (chromo sphere) లేక వర్ణమండలమును వర్ణమాల దర్శినితో (spectro scope) పరిశీలించి, వర్ణమాలలో కనిపించిన ఒక క్రొత్త పసుపుపచ్చ చారనుబట్టి జాన్‌సెన్ (Janssen) అను శాస్త్రజ్ఞుడు, హీలియము ఉన్నదేమో యని అనుకొనెను. అటు పిమ్మట లాకియరు (Lockyer) తన పరిశోధనములవలన వర్ణమండలములో గల ఈ పసుపుపచ్చని చార హీలియము వలననే ఏర్పడినట్లుగా నిర్ణయించెను. 1895 వ సంవత్సరములో ఈ వాయువును రామ్సే అనునతడు క్లెవైటు (clevite) అను ఖనిజమునుండి తయారు చేసెను.
రామ్సే, ట్రావర్సు అను శాస్త్రవేత్తలు 'నియాను' ను 1898 వ సంవత్సరమున కనుగొనిరి. వీ రిరువురే 1908 వ సంవత్సరమున “జినాను వాయువు" ను కూడ కనుగొనిరి . ఈ వాయువు గాలిలో ప్రతి పది లక్షల భాగములకు సుమారు 95 భాగము లుండును. రామ్సే, గ్రే అను శాస్త్రజ్ఞులు “ రేడాను” వాయువును కనుగొనిరి. కాని వారు దానికి “నైటాను (Niton)" అను పేరు బెట్టిరి. గాలిలో దీని ఉనికి వలనను, ఋణవిద్యుత్ పూరకము గావింపబడిన తీగపై ఏర్పడు "రేడియో ఏక్టివ్ పొర (Radio active layer) వలనను, రేడియము లవణములను నీట కరగించినపుడు వెలువడు వాయువులలో ఇది ఉండుట వలనను, రేడియం పరమాణువు ఒక ఆల్ఫాకణమును (L-Particle) కోల్పోవుటచే ఇది లభించుట వలనను, దీనికి రేడాను అను పేరు వచ్చెను.
గాలి-దాని ఉపయోగములు : గాలి వివిధ వాయువుల మిశ్రమము ఐనందున దాని ఉపయోగములు దాని వివిధ ఘటకములపై ఆధారపడి యుండును.
వస్తువులు మండుటకొరకును, ప్రాణికోటియొక్క శ్వాసక్రియలకొరకును, గాలియందు ఆక్సిజను మిక్కిలి అవసర మగుచున్నది. కనుకనే ఆక్సిజనును ప్రాణవాయు వని పిలిచిరి. గాలియందలి ఆక్సిజను యొక్క గాఢతను తగ్గించి అగ్నిప్రమాదములకు లోనుగాకుండునట్లు చేయుటకును, వృక్షములకు నైట్రేటులను తయారుచేయుటకును, నత్రజని ఉపయోగకారిగానున్నది. గాలిలోని కర్బన ద్వ్యమ్లజనిదమును ఆధారముగ చేసికొని వృక్షములు కిరణజన్య సంయోగక్రియ (Photo synthesis) ద్వారా పిండిపదార్థములను (Carbo hydrates) తయారుచేసి కొనుచున్నవి.
ఆర్గానును ఎక్కువ కాంతివంతమైన దీపములలో (incandescent lamps) ఉపయోగింతురు. ఆర్గాను, పాదరసపు టావిరుల మిశ్రమముతో దీపముల నింపినపుడు చక్కని నీలికాంతిని వెలువరించును. హీలియము గాలి ఓడలను నింపుటకు ఉపయోగపడును. హీలియము, నియానుల మిశ్రమముతోనింపిన విద్యుద్దీపములు బంగారు వన్నె వెలుతురు నిచ్చును. నియాను గుర్తులు గాలి ఓడల ప్రయాణమునకు పొగమంచుగల వాతావరణములో మిక్కిలి సహాయకారులుగా నున్నవి. రేడాను సామాన్యమైన గాజునకు ఊదా రంగును కల్పించును.
డి. శి.