ঠাণ্ডা
নিম্ন তাপমাত্রা'র উপস্থিতিকেই (বিশেষ করে আমাদের বায়ুমণ্ডলে) ঠাণ্ডা বলে,। তবে সাধারণত ঠাণ্ডা একটি আপেক্ষিক অনুভূতি হিসেবে ব্যবহৃত হয়। সর্বনিম্ন তাপমাত্রাকে পরমশূন্য তাপমাত্রা বলে, যাকে "তাপগতিবিদ্যায়" ০ ডিগ্রি কেলভিন বলা। একে সেলসিয়াস এককে , "ফারেনহাইট" এককে, ও রানকিন এককে তে প্রকাশ করা যায়।
যেহেতু তাপমাত্রা বলতে কোন বস্তু কর্তৃক তাপশক্তি ধরে রাখাকে বোঝায়, যা বস্তুর মৌলিক কণাগুলোতে ইতস্তত কম্পন তথা গতিশক্তি'র সঞ্চার ঘটায়, কোন বস্তু গরম থাকা অবস্থায় এতে ঠাণ্ডা বস্তুর তুলনায় বেশি তাপশক্তি থাকবে। যদি কখনো বিশ্বের তাপমাত্রা পরমশূন্য করা যেতো, তবে বিশ্বব্রহ্মাণ্ডের প্রতিটি বস্তু পরমস্থিতি অর্জন করতো। এবং বস্তুগুলোর তাপশক্তি শূন্য বলে গণ্য হতো। "কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানে" অনিশ্চয়তা নীতি অনুসারে, পরমশূন্য তাপমাত্রাতেও কোন বস্তুতে শূন্য বিন্দু শক্তি বর্তমান থাকে।
কোন বস্তুর শীতল হওয়া বা তাপমাত্রা হ্রাসের প্রক্রিয়াকে শীতলীকরণ বলে। কোন সিস্টেম থেকে তাপ সরিয়ে নেয়া হলে বা সিস্টেমকে কম তাপমাত্রার পরিবেশে রাখলে এটা হতে পারে।
শীতলীকারক তরল ব্যবহার করে বস্তু ঠাণ্ডা করা হয়, সেই সাথে বস্তুটি জমে যাওয়া ও শীতলীকরণ যন্ত্রের ক্ষয় রোধ করা হয়।
বাতাস সঞ্চালন করে অনেক সময় তাপমাত্রা ঠাণ্ডা রাখা হয়। এ পদ্ধতি তখনই কাজ করবে যখন বাতাসের তাপমাত্রা ওই বস্তুটির তাপমাত্রা থেকে কম হবে, এবং বস্তুর পৃষ্ঠক্ষেত্র বাড়িয়ে ও ভর কমিয়ে এ পদ্ধতি বেশি কার্যকরী করা যায়।
ঠাণ্ডা করার আরেকটি উপায় হচ্ছে, বস্তুটিকে বরফ, শুষ্ক বরফ, বা তরল নাইট্রোজেন এর সংস্পর্শে আনা। পরিচলন পদ্ধতিতে এটি কাজ করে; অধিকতর বেশি তাপমাত্রার বস্তু থেকে তাপ কম তাপমাত্রার বস্তুতে পরিচালিত হয়।
লেসার শীতলীকরণ ও চৌম্বকীয় বাষ্পীয় শীতলীকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে তাপমাত্রা অনেক শীতল করা হয়।
প্রাচীনকালে বরফকে খাবার সংরক্ষণের কাজে ব্যবহার করা হতো না, বরং একে ওয়াইন ঠাণ্ডা রাখার কাজে ব্যবহার করা হতো যা রোমানরাও করেছে। প্লাইনি'র কথা মতে, সম্রাট নিরো বরফের বালতিতে ওয়াইন রাখার প্রচলন করেন, কারন ওয়াইনে বরফ মেশানো হলে তা ওয়াইনের স্বাদ বিনষ্ট করে দেয়।
খ্রিস্টপূর্ব ১৭০০ সালের কাছাকাছিতে উত্তর-পশ্চিম ইরাকের মারী সাম্রাজ্য এর রাজা জিম্‌রি-লিম ইউফ্রেটিস এর তীরে "বিট শুরপিন" নামে একটি "বরফবাড়ি" তৈরি করেন। খ্রিস্টপূর্ব ৭ম শতাব্দীর দিকে চীনারা ফল ও সবজি সংরক্ষণের কাজে বরফ ব্যবহার শুরু করে। চীনের ট্যাং সাম্রাজ্য (৬১৮-৯০৭ খ্রিস্টপূর্ব) এর সময়কার একটি নথিতে বলা আছে পূর্ব চৌ সাম্রাজ্য (৭৭০-২৫৬ খ্রিষ্টপূর্ব) চলাকালীন ভরফের ব্যাপক ব্যবহার শুরু হয়। তখন ৯৪ জনের একটি দল খাবার থেকে শুরু করে মৃতদেহ ঠাণ্ডা করার জন্য "বরফ সেবা" শুরু করে
শ্যাক্টম্যান এর মতে, ৪র্থ শতাব্দীতে জাপানী সম্রাট নিন্তোকুকে তাঁর ভাই পর্বতের বরফ উপহার দেন। এতে তিনি এত খুশি হন যে, তিনি জুনের ওই দিনকে "বরফের দিন" বলে ঘোষণা করেন। এবং প্রতি বছরের ওইদিনে তিনি তাঁর কর্মচারীদের বরফের চাঁই উপহার দিতেন।
প্রাচীন কালে ভারতে রাতের বেলা পানির তাপমাত্রা হ্রাস ও লবণের তাপমাত্রা কমাতে সাহায্য করার ক্ষমতাকে কাজে লাগানো হতো। প্রাচীন রোমের অধিবাসীরা বুঝতে পেরেছিল যে, ফুটন্ত পানি সাধারণ তাপমাত্রার পানি থেকে দ্রুত ঠাণ্ডা হয়; এর কারণ ফুটন্ত পানিতে কার্বন ডাই অক্সাইড ও অন্যান্য গ্যাস থাকে না, যা ঠাণ্ডা হওয়াকে বিলম্বিত করে। কিন্তু ১৭শ শতাব্দীর আগে এ তথ্য কারো জানা ছিল না।
টম শ্যাক্টম্যান এর মতে, ১৭শ শতাব্দীর আগে ঠাণ্ডাকে একটি রহস্যময় কিছু ভাবা হতো, যার কোন উৎস ছিল না এবং যা মৃত্যুর সাথে সম্পর্কযুক্ত; যা বর্ণনাতীত ও যাকে নিয়ে গবেষণা করাও ভয়ানক কিছু। ভোজ্য পণ্য পরিবহণ, পচনরোধ ও সংরক্ষণের লক্ষ্যে কৃত্রিম শীতলীকরণের প্রয়োজনীয়তার উদ্ভব হয়। ১৭০০ শতাব্দীর পূর্বে কেউই ঠাণ্ডাকে স্বাস্থ্য, পরিবহণ কিংবা যোগাযোগের কাজে ব্যবহার করেনি। তুষার গলে কিভাবে পানি হয়, কিংবা পানি জমে কিভাবে তুষার হয় এবং বরফ পিচ্ছিল হবার কারণ তখন অজানা ছিল। বরফ পরিমাপের পদ্ধতিও তখন কেউ জানতো না।
শ্যাক্টম্যান বলেন, কর্নেলিস জ্যাকোবসজুন ড্রেবেল যাকে ১৬০৮ খ্রিস্টাব্দে ইংল্যান্ডের তৎকালীন রাজা জেমস স্টুয়ার্ট জাদুকর হিসেবে নিয়োগ দেন, কারণ রাজা জাদু পছন্দ করতেন। ড্রেবেল ১৬২০ সালে ওয়েস্টমিনস্টার অ্যাবেতে ঠাণ্ডার ক্ষমতা সম্পর্কে কিছু কৌশল দেখান। ড্রেবেল এক গ্রীষ্মকালে রাজপ্রাসাদের হলে একটি শীতলীকরণ যন্ত্র বসিয়ে দেন, যা কয়েক ডিগ্রি তাপমাত্রা কমাতে সক্ষম ছিল। তাপমাত্রা কমে যাওয়াতে রাজা ভয় পেয়ে তাঁর অনুচরদের নিয়ে বাইরে বেরিয়ে এসেছিলেন। এর কয়েক বছর আগে, গিয়ামবাতিস্তা দেল পোর্তা অ্যাবেতে বেশ কিছু কৌশল দেখান ও পানীয় পরিবেশন করেন। ফ্রান্সিস বেকন ই একমাত্র ব্যক্তি, যিনি ড্রেবেল এর কৃত্রিম শীতলীকরণ বর্ণনা করেন। যদিও বিষয়টিকে তেমন গুরুত্ব দেয়া হয়নি কারণ সবাই একে একটি জাদু কৌশল হিসেবে ধরে নিয়েছিল। আর ড্রেবেল ও তাঁর এ কৌশল পদ্ধতি গোপন দেখেছিলেন।
শ্যাক্টম্যান এর মতে, লর্ড চ্যান্সেলর বেকন এর পরীক্ষামূলক গবেষণা ১৬২০ এর শেষের দিকে "নাভাকুম অরগানাম" এ প্রকাশিত হয়েছিল। যেখানে তিনি ওয়েস্টমিন্সটার অ্যাবেতে করা কৃত্রিম শীতলীকরণে পদ্ধতির কথা বর্ণনার চেষ্টা করেছিলেন। যদিও তিনি সে সময় উপস্থিত ছিলেন না। যেহেতু নিটার অনেক ঠাণ্ডা সেহেতু নিটার ও লবণ বরফ বা তুষারে যোগ করা হলে তা সে ঠাণ্ডাকে আরও জোরালো করে। পরবর্তীতে নিটার (বর্তমানে পটাসিয়াম নাইট্রেট) ও লবণ নিয়ে বিজ্ঞানীরা এরকম আরও অনেক পরীক্ষা করেছেন।
শ্যাক্টম্যান বলেন, পদার্থবিজ্ঞান ও রসায়নবিজ্ঞান সম্পর্কিত জ্ঞান কম থাকার কারণে মানুষ বরফের উপকারী দিকগুলো সম্পর্কে জানতে পারেনি। ফ্রান্সিস বেকন ও রবার্ট বয়েল অজ্ঞতার এ দেয়াল ভেঙে দেন। বয়েল ১৭০০ শতকে ঠাণ্ডা সম্পর্কে বিস্তারিত জানার লক্ষ্যে প্রচুর গবেষণা করেন এবং বরফের চাপ, আয়তন ইত্যাদি বের করার চেষ্টা করেন। তিনি একে "বেকনের প্রকৃতির অবিচ্ছেদ্য অংশ ঠাণ্ডা ও গরম শনাক্তকরণ" নামকরণ করেন। তিনি এরিস্টটল'র ঠাণ্ডা সংক্রান্ত কিছু মতবাদও সংশোধন করেন। তিনি প্রমাণ করেন, ঠাণ্ডার কারণে শুধু পানিরই পরিবর্তন হয়না, বরং সোনা, রুপা বা স্ফটিক, যাদের মধ্যে পানির কোন অংশ নেই তারাও পরিবর্তিত হতে পারে।
যুক্তরাষ্ট্রে ১৮৫০ থেকে ১৯শ শতাব্দীর শেষ পর্যন্ত বরফ রপ্তানি'র অবস্থান তুলার পরেই ছিল। ১৮১০ সালে থমাস মুর, মেরিল্যান্ড'র একজন কৃষক মাখন সরবরাহের জন্য সর্বপ্রথম বরফের বাক্স উদ্ভাবন করেন। সে বাক্সে তাপ কুপরিবাহী হিসেবে খরগোশের চামড়া ব্যবহার করা হয়। তিনি দৈনন্দিন ব্যবহার্য হিসেবেও একটি বরফ ভর্তি পাত্র তৈরি করেন। ১৮২৫ সালে ন্যাথানিয়েল জে ওয়েথ ঘোড়া টানা যন্ত্র দিয়ে বরফ কাটার পদ্ধতি উদ্ভাবন করেন। পরবর্তীতে ১৮৫৫ সালে বাস্পচালিত যন্ত্র ব্যবহার শুরু হয়, যা ঘণ্টায় ৬০০ টন বরফ কাটতে সক্ষম ছিল। পরবর্তীতে সঙ্কুচিত গ্যাস ব্যবহার করে ঠাণ্ডা করার পদ্ধতি আবিষ্কৃত হয়।
১৯শ শতাব্দীর মাঝামাঝি সময়ে বরফবাক্স'র ব্যপক প্রচলন শুরু হয়। বেশিরভাগ বরফই শীতকালে জমে যাওয়া হ্রদ ও বরফে আচ্ছাদিত এলাকা থেকে সংগ্রহ করা হতো। পরে বরফঘর এ তা সংরক্ষণ করা হতো পরবর্তীতে বরফবাক্সে করে বিভিন্ন স্থানে পাঠানোর জন্য।
১৯১৩ সালে বাড়িতে ব্যবহার উপযোগী হিমায়ক আবিষ্কৃত হয়। ১৯২০ সালের দিকে ফ্রেয়ন এর আবিস্কার হিমায়কের ব্যবহার ১৯৩০ এর দিকে ব্যপকভাবে বাড়িয়ে দেয়। বিভিন্ন ভাগে ভাগ করা হিমায়ক (যা বরফ বানানো ছাড়াও অন্যান্য কাজে ব্যবহার হতো) ১৯৪০ সালে তৈরি করা হয়। হিমায়িত খাবার, যা একসময় বিলাসিতা ছিল, তা এখন জনসাধারণের হাতের নাগালে চলে এল।
মানুষ ও অন্যান্য জীব'র শরীরের উপর ঠাণ্ডার অনেক প্রভাব আছে। চলনের ওপর এর সরাসরি প্রভাব আছে। কাঁপুনি হচ্ছে ঠাণ্ডার সবচেয়ে সাধারণ প্রভাব। অতি ঠাণ্ডা তাপমাত্রা বরফকামড়, সেপসিস ও হাইপোথার্মিয়া ঘটাতে পারে, যার কারণে মৃত্যুও হতে পারে।
গ্রন্থবিবরণী