विभाग सहावा : अ ते अर्थशास्त्र

अभिसरण - अभिसरण हा एक पदार्थविज्ञानशास्त्र आणि रसायनशास्त्र यांतील विशिष्ट क्रिया दर्शक असा पारिभाषिक शब्द आहे. दोन द्रवरूपी पदार्थाचें जें एकमेकांत संमिश्रण होतें त्या क्रियेस अभिसरण असें म्हणतात; परंतु द्रवरूपी पदार्थांच्याच संमिश्रणास हा शब्द लावावा आणि घन किंवा वायुरुपी पदार्थांच्या बाबतीत हा लावूं नये असा निर्बंध नाही. जेव्हां दोन वायूंचें एकमेकांत अभिसरण होतें तेव्हां अभिसरणाची क्रिया लवकरच पूर्ण होते ; परंतु दोन द्रवांचे अभिसरण पूर्ण होण्यास बराच काल लागतो. दोन वायूंचे अभिसरण होऊन दोहोंचा एक मिश्र वायु होतो व त्या मिश्रणाच्या घटकावयवांचे प्रमाण वायुपात्रांत सर्वत्र अगदीं सारखेंच असतें;  परंतु वायूखेरीज दुस-या कोणत्याहि बाबतींत या प्रकारें होणा-या संमिश्रणास कांही मर्यादा असते. पाणी आणि हवा यांचें उदाहरण घेतल्यास असें दिसून येईल की, हवेचे कण पाण्यांत आणि पाण्याचे हवेंत शिरतील या प्रकारें हवा व पाणी यांच्या योगें झालेली संस्थिति ( सिस्टीम) एखाद्या पात्रांत बंद केलेली असल्यास हवेंतील कण पाण्यांत शिरण्याची सीमा होऊन हें अभिसरण बंद होईल;  त्याचप्रमाणेंच पाण्यांतील कण हवेंत जाण्याचे बंद होतील व पाणी आणि हवा यांच्या दरम्यान एक पृष्ठभाग राहिल. या प्रकारें विभाग करणारा पृष्ठभाग ज्या दोन पदार्थांच्या दरम्यान असूं शकत नाही ते दोन पदार्थ एकमेकांत वाटेल त्या प्रमाणांत संमिश्रित होऊं शकतात. जर ते दोन पदार्थ वाटेल त्या प्रमाणांत संमिश्रित होत नसतील तर त्या दोन पदार्थांचें मिश्रण होत असतांना त्या दोन पदार्थांच्या दरम्यानच्या प्रदेशांत घडामोडी झाल्या पाहिजेत आणि त्या योगानें विभाग करणारा पृष्ठभाग उत्पन्न होईल.

अभिसरणामध्यें पुढील गोष्टी दिसून येतात :- (१) ज्या दोन पदार्थांत संमिश्रण होत असतें त्या पदार्थांचें एकमेकांच्या प्रदेशांत गमन होतें; यालाच अभिसरण असें म्हणतात. (२) ज्या ठिकाणीं विभाग करणारा पृष्ठभाग असतो त्या ठिकाणी संमिश्रित होणार्‍या पदार्थांचे अंश एकीकडून दुसरीकडे जातात. विभाग करणा-या पृष्ठभागांतून पदार्थांचें याप्रमाणें अंश जाण्याच्या क्रियेला शास्त्रांत निरनिराळी नावें आहेत.

अभिसरणाची क्रिया घनपदार्थाच्या अंतर्भागी होऊं शकते; म्हणजे ज्या प्रदेशांत घनपदार्थ असतात त्या प्रदेशांत अभिसरणाची क्रिया घडूं शकते. एखाद्या पातळ पडद्याच्या योगानें एखादा पात्राचे दोन विभाग केले आणि नंतर त्या दोन विभागांत पाण्यांत तयार केलेली निरनिराळ्या क्षाराचीं दोन द्रावणे घातली, तर पडद्याच्या अंतर्गत भागांत अभिसरणाची क्रिया घडून येते. जर क्षाराच्या विद्रावणास चर्मतलाच्या ( पार्चमेंटच्या) पडद्याच्या योगानें शुद्ध पाण्यापासून वेगळें केलें तर त्या पडद्यांतून क्षाराचें कण शुद्ध पाण्यांत जातात. याहीपेक्षां मौजेचे प्रकार वायूच्या बाबतींत घडतात. प्लतिनच्या (प्लाटिनमच्या) किंवा पलादच्या ( पालाडिअमच्या) तप्त पडद्यांतून उज्ज (हायड्रोजन) वायु जाऊं शकतो. ज्या वेळेस पडद्यांतून एकीकडून दुसरीकडे पाण्यांत असलेला एखादा क्षार किंवा दुसरा एखादा पदार्थ जातो, तेव्हां त्या प्रकारास जलभिसरण असें नांव देतात.

अभिसरणाच्या साध्या साध्या बाबतीत गुणविशिष्ट स्वरूपाचें सहज रीतीनें अवलोकन करतां येतें. एकाद्या कांचेच्या पात्रांत सुमारें अर्ध्याइतकें पाणी घालावें. नंतर एखाद्या रंगित क्षाराचें द्रावण तयार करून तें एखाद्या लांब नळीच्या नरसाळ्यानें हळूच त्या पात्राच्या तळाशी सोडून द्यावें. क्षाराचें द्रावण पाण्यापेक्षां बहुधा जड असतें, त्यामुळें तें तळाशींच राहते.याप्रमाणें दोन निरनिराळ्या रंगाची द्रावणें एकावर एक असली म्हणजे त्यांच्या भिन्न रंगावरून ती तेव्हांच ओळखतां येतात. अशा रीतूनें ही दोन द्रावणें अभिसरणाच्या योगानें एकमेकांत मिसळूं लागली म्हणजे त्यांच्या मिश्रणाची गति त्यांच्या रंगावरून सहजच कळते. एका काचपात्रांत अम्नच्या ( अमोनियाच्या ) द्रवाचे एक दोन थेंब सोडावेत आणि दुस-या पात्रांत उदहराम्लाचे (हायड्रोक्लोरिक असिडाचे) एकदोन थेंब सोडावेत. ही भांडी तोंडास तोंड लावून उभी केली असतां अम्न आणि उदहरिद या वायूचें परस्परांत अभिसरण होऊन अम्नहरिद ( अमोनिअम क्लोराइड) नांवाचा वायु उत्पन्न होतो. यावरून वायूचें अभिसरण पाहतां येतें. विद्राव्य [ सोल्युबल ] पदार्थांचें पाण्यांत द्रावण तयार करितात व असल्या दोन द्रावणात अभिसरणाचें कार्य लवकर घडून यावें म्हणून दोन्ही द्रावणें हलवून एकमेंकांत मिसळतात; या योगानें अभिसरणाचें कार्य घडण्यास जास्त मोठा पृष्ठभाग प्राप्त होतो ; व जास्त मोठा पृष्ठभाग मिळाल्यानें अभिसरणाचें कार्य फार लवकर घडतें.असें आहे तरी अभिसरण आणि हलवून केलेलें द्रावणीय मिश्रण यांत तत्त्वत: फरक आहे; हलविण्याच्या योगानें द्रावणाचे लहान लहान तुकडे होतात आणि नंतर अभिसरणानें त्यांचा एकजीव होतो ; परंतु नुसत्या हलविण्यानें कार्यभाग होत नाहीं. फक्त कार्य लवकर घडून येतें कारण पृष्ठभाग जास्त मोठा झाल्यानें कार्य घडण्याचें क्षेत्र मोठें होतें. वायु आणि जल यांचें मिश्रण हलविल्यानें फार लवकर होतें. पाण्यावर जे बुडबुडे येतात. त्या बुडबुड्यांच्या केशाकर्षणाच्या ( कँपिलरी अँक्शन) योगानें वायु पाण्यांत फार लवकर विरघळतो.

अभिसरणाची क्रिया प्रवाही पदार्थांत घडत असतांना योग्य रीतीनें निरीक्षण करण्याकरितां प्रवाही द्रव्यान्तर्गत उपप्रवाहचा उपसर्ग अभिसरणास न लागूं देण्याची काळजी घेतली पाहिजे. उदाहरणार्थ पृष्ठभागावरील पाण्यानें वायूचें अपशोषण केलें व जर पाण्याचें घनत्व त्या योगानें वाढलें तर पाण्याचा वरचा भाग खालीं जाईल आणि खालील पाणी वर येईल. याप्रमाणें प्रापण ( कन्व्हेक्शन करंट ) सुरू झाल्यास अभिसरणांच्या गतीसंबंधाने काढलेलें अनुमान दृषित होईल ; डायटोम्यासी नांवाच्या सूक्ष्म वनस्पती आहेत ; या वनस्पतीची हालचाल होत असते. या हालचाली कशानें होत असाव्यात याबद्दल शास्त्रज्ञ मंडळीत अनेक मतें आहेत ; या वनस्पतीपासून प्राणवायु ( आक्सिजन) निघत असतो. त्याच्या बुडबुडयाच्या योगानें किंवा त्या प्राणवायूमुळें जड होऊन उत्पन्न झालेल्या प्रवाहानें त्या वनस्पतीस गती प्राप्त होत असावी असें मत आहे,

आतां आपण अभिसरणाची प्रगति परिमाण विशिष्ट पद्धतीनें मोजण्याच्या प्रकाराकडे लक्ष देऊं. एखादया पात्रांत अभिसरण घडत असतां त्या पात्राच्या निरनिराळ्या भागांतील पदार्थ थोडेथोडे काढून घेऊन त्यांचें पृथक्करण करून पहातात;  परंतु या पद्धतींत एक दोष आहे तो हा कीं, याप्रमाणें अभिसरण चालत असतांना अभिसरणयुक्त पदार्थांतील कांही अंश काढून घेतल्यानें अभिसरणाच्या क्रियेस कमीजास्त प्रमाणांत चालन मिळतें किंवा अवरोध होतो, त्यामुळें अभिसरणाचें योग्य प्रकारें परिणाम करतां येत नाहीं. हा दोष टाळण्याकरितां लार्ड केल्विहननें पुढील युक्ति योजली. साधारणपणें सारख्या विशिष्ट गुरूत्वाच्या काचेचे पोकळ मणी तयार करवून त्यांचें विशिष्ट गुरूत्व अगदी कसोशीनें मोजून काढलें; नंतर ते मणी अभिसरणयुक्त द्रवांत टाकले तर जसजसें अभिसरण होऊन द्रवास निरनिराळ्या ठिकाणीं निरनिराळे घनत्व प्राप्त होतें, तसतसे निरनिराळ्या विशिष्ट गुरूत्वाचे मणी निरनिराळ्या भागांत तरंगूं लागतात. यावरून अभिसरणाचें परिणाम ठरवितां येतें. या पद्धतींत एक दोष आहे ; तो हा कीं, मण्यास वायूचे बारीक बुडबुडे चिकटून त्याचें विशिष्ट-गुरूत्व बदलतें व यायोगानें अभिसरणाची योग्य ती गणना होऊं शकत नाहीं. आणखी एक तिसरी पद्धत असून ती बहुतेक निर्दोष आहे. हिला प्रकाशाची पद्धत असें नांव देतां येईल या पद्धतीचे तीन प्रकार आहेत:—( अ ) क्षितिजाशी समांतर पातळीत वक्रीभवन करण्याची पद्धत ( ब ) उर्ध्व पातळींत वक्रिभवन करण्याची पद्धत आणि (क) शर्करायंत्राची पद्धत (दि मेथड ऑफ सँकरीमीटर) ; अशा तीन पद्धती आहेत. पहिल्या दोन पद्धतीचें विशेष वर्णन करण्याची आवश्यकता नाही. शर्करायंत्रानें प्रकाशाच्या ध्रुवीभवनाचें आवर्तन  काढतां येतें. ज्या ज्या प्रमाणांत पाण्यांत साखर विरघली असेल, त्या त्या प्रमाणांत प्रकाशाच्या ध्रुवीवनाचें आवर्तन होते.  यामुळें पाण्यांत किंवा दुस–या एखाद्या प्रवाही पदार्थांत अभिसरणाची काय गति होते याची गणना करतां येते. साखरेप्रमाणेंच दुस–या कांही पदार्थांच्या द्रावणाच्या अंगी प्रकाशाच्या ध्रुवीभवनाचे अवर्तन करणायाची शक्ति आहे. अर्थात् त्यांचाहि अभिसरणाची गणना करण्यास शर्करायंत्राचा उपयोग करितां येतो.

अभिसरणाचा शास्त्रांत काय उपयोग करण्यांत आला आहे, याविषयी थोडेसें विवेचन करूं. अभिसरणाच्या योगानें वायूंतील अणू (मॉलीक्यूल) ची गति मोजण्याचा प्रयत्‍न झाला आहे. शास्त्रज्ञांनी गणिताच्या आधारें निरनिराळ्या वायूंची जी गती काढली आहे ती पुढें दिली आहे.