ಸದಸ್ಯ:Vidhyadhara/ನನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಪುಟ1

ಆವಿಯ ಯಂತ್ರ

ಈಗಿನ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಹೊಗೆಬಂಡಿಯನ್ನು ನೋಡದವರೆ ಇಲ್ಲವೆಂದು ಹೇಳಬಹುದು. ಇದು ನೂರಾರು ಜನರನ್ನೂ ಭಾರವಾದ ಅನೇಕ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನೂ ಎಳೆದುಕೊಂಡು ಅತಿವೇಗದೊಡನೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹಾವಿನಂತೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ನೋಡಿ ಆಶ್ಚರ್ಯಪಡುವವರು ಈಗಲೂ ಅನೇಕರಿರುವರು. ಇಷ್ಟೂಂದು ಶಕ್ತಿಯು ಈ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬಂತು? ಅದನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿರುವ ಬಗೆ ಹೇಗೆ? ಎಂಬ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಅನೇಕರಿಗರ ಆಶೆಯಿದ್ದರೂ ವಿಜ್ಞಾನವನ್ನರಿಯದರು ಇವುಗಳನ್ನು ಪುಸ್ತಕದ ಮೂಲಕ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೂಳ್ಳುವುದು ಸುಲಭಸಾಧ್ಯವಲ್ಲದ್ದರಿಂದ ಸುಮ್ಮನಾಗುವರು. ಇದೂ ಅಲ್ಲದೆ ಮನುಷ್ಯನಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪರಿಚಯವಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು, ಎಷ್ಟೇ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರವಾಗಿರಲಿ,ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಅವನಿಗೆ ಆಸಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುವುದು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಷ್ಟೆ.ಆದರೆ ಪ್ರಪಂಚದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಆವಿಯಂತ್ರವು ಮಾಡಿರುವ ಸಹಾಯವು ಇಷ್ಟಷ್ಟೆಂದು ಹೇಳಲು ಆಗದೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಅದರ ವಿಷಯವಾದ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪ್ರತಿಯೊಬ್ಬರೂ ತಕ್ಕಮಟ್ಟಿಗೆ ಪಡೆಯಬೇಕಾದುದು ಅವಶ್ಯಕವಲ್ಲವೆ?

ನೀರಿನ ಆವಿಗೆ ಇಷ್ಟು ಅಗಾಧ ಶಕ್ತಿ ಇರುವುದೇ? ಎಂಬುದನ್ನು ವಿಚಾರ ಮಾಡೋಣ. ಕೊಂಚ ನೀರು ತುಂಬಿ ಗಾಜಿನಿಂದಲೆ ಬೆಸೆದಿರುವ ತೆಳ್ಳನೆಯ ಗಾಜಿನ ಬುರುಡೆಯನ್ನು ದೀಪದ ಮೇಲೆ ಜೋಪಾನವಾಗಿ ಕಾಯಿಸಿದರೆ,ನೀರು ಕುದಿಯುವುದಕ್ಕೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾದೊಡನೆಯೇ ಅದರೊಳಗೆ ಆವಿಯು ತುಂಬಿಕೊಂಡು ಎಷ್ಟು ಬಿರುಸಾಗಿ ಅದನ್ನು ಒಳಗಿನಿಂದ ಒತ್ತುವುದೆಂದರೆ,ಕೊಡಲೇ ಬಂದೂಕು ಹಾರಿಸಿದಂತೆ ಶಬ್ದವು ಕೇಳಿಬಂದು,ಗಾಜು ಧೂಳುಧೂಳಾಗಿ ವಾಯುವಿನಲ್ಲಿ ಬೆರೆತು ಹೋಗುವುದು. ದಪ್ಪವಾದ ತಗಡಿನಿಂದ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಬೆಸೆದು, ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಒಲೆಯ ಮೇಲಿಟ್ಟು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕಾಯಿಸಿದರೆ,ಪಾತ್ರೆಯ ಬಾಯಿಗೆ ಸಂದು ಬಿಡದೆ ಮುಚ್ಚಿಕೊಳ್ಳು ಮುಚ್ಚಳವನ್ನಿಟ್ಟು ನೀರನ್ನು ಕಾಯಿಸಿದಲ್ಲಿ ಆವಿಯು ಮುಚ್ಚಳವನ್ನು ಹೇಗೆ ಎಗುರಿಸಿಬಿಡುವುದೆಂಬುದನ್ನು ಕೆಲವರು ನೋಡಿರಬಹುದು.ಇಂಥ ನೋಟವನ್ನು ಒಂದು ದಿನ ನೋಡಿದ್ದರಿಂದಲೇ ಆವಿಯಿಂದ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಹುದೆಂಬ ಆಲೋಚನೆ "ಜೇಮ್ಸ್ ವಾಟ್" ಎಂಬಾತನ ಮನಸ್ಸಿಗೆ ಹೊಳೆದು,ಆತನು ಆವಿಯಂತ್ರಗಳ ರಚನೆಗೆ ಮೂಲಪುರುಷನಾದನು ಎಂದು ಹೇಳುವರು.ಆವಿಗೆ ಇಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಇರುವುದು ಹೇಗೆ?

ಉಷ್ಣವೂ ಒಂದು ಶಕ್ತಿಯೆನ್ನುವುದರಲ್ಲಿ ಈಗ ನಮಗೆ ಸಂಶಯ ತೋರುವುದಿಲ್ಲ.ಹುಡುಗರು ಸ್ಲೇಟುಪೆನ್ಸಿಲನ್ನು ಕಲ್ಲಿನ ಮೇಲೆ ಬೇಗ ಬೇಗ ಉಜ್ಜಿ ಅದನ್ನು ಥಟ್ಟನೆ ಮತ್ತೊಬ್ಬನ ಕೈಯ ಮೇಲಿಟ್ಟು ಕೈಸುಡುವ ಚೇಷ್ಟೆಯನ್ನು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದ ವಿಷಯವು ಕೆಲವರ ನೆನೆಪಿನಲ್ಲಿರಬಹುದು.ಇಲ್ಲ ಕೈಯಿಂದ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಚಲನಶಕ್ತಿಯು ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸುವುದು.ಒಂದು ಮರದ ತುಂಡಿನ ಮೇಲೆ ಮತ್ತೊಂದನ್ನು ಬೇಗಬೇಗನೆ ಮಥಿಸುವುದರಿಂದ ಯಜ್ಞಕ್ಕಾಗಿ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ತೆಗೆಯುವರು.ಕಾಡಿನಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯಿಂದ ಮರಗಳರೆಂಬೆಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಉಜ್ಜಿಕೊಂಡು ಬೆಂಕಿಹುಟ್ಟಿ ಕಾಡ್ಗಿಚ್ಚಾಗುವುದು.ದೀಪದ ಕಡ್ಡಿಗಳು ಬರುವುದಕ್ಕೆ ಮೊದಲು ಬೆಂಕಿಗಾಗಿ ಚಕ್ಕುಮುಕ್ಕಿ ಕಲ್ಲನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಿದ್ದರು.ಇವುಗಳಲ್ಲೆಲ್ಲಾ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡುವುದು.ಈ ವಿಷಯಗಳು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದಿದ್ದರೂ ಚಲನಶಕ್ತಿಗೂ ಅದರಿಂದ ಹುಟ್ಟುವ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಗೂ ನಿರ್ಣಯವಾದ ಸಂಬಂಧವಿರುವುದೆಂಬುದನ್ನು ಮಾತ್ರ ಈಚಿನವರೆಗೊ ಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞನರು ಗಣಿಸದೇ ಹೋದರು.ಈಚೆಗೆ "ಜೂಲ್" ಎಂಬ ಇಂಗ್ಲೀಷ್‍ಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ್ನನೇ ಮೊದಲಾದ ಭೌತಿಕವಿಜ್ಞಾನ ಪಂಡಿತರು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಮಾಡಿ ಒಂದು ಮೊತ್ತದ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಇಷ್ಟೇ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯು ಹುಟ್ಟುವುದೆಂಬ ವಿಷಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಹಾಗೆಯೇ ಒಂದುಮೊತ್ತದ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಒಂದು ಗೊತ್ತಾದ ಮೊತ್ತದ ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದೆಂದೂ ತಿಳಿಯ ಬರುವುದು.

ಶಾಖ ಅಥವಾ ಬಿಸಿ ಕಾವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದಕ್ಕೆ 'ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್' ಎಂಬ ಶಾಖಮಾಪಿನಿಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವರು.ಇದರಲ್ಲಿ ಪಾದರಸವು ಶಾಖದಿಂದ ಉಬ್ಬಿ ಮೇಲಕ್ಕೇರುವುದು.ಆಯಾ ಶಾಖಗಳನ್ನು ಗೂತ್ತು ಮಾಡುವುದಕ್ಕೆ 'ಥರ್ಮಾಮೀಟರಿ'ನ ಕೊಳವಿಯ ಮೇಲೆ ಅಲ್ಲಲ್ಲಿ ಗುರುತುಗಳನ್ನು ಮಾಡಿ ಅಂಕಿಗಳನ್ನು ಹಾಕಿರುವ ಗೆರೆಗಳಿಗೆ 'ಡಿಗ್ರೀ' ಗಳೆಂದು ಹೆಸರು.'ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್' ಎಂಬ ನೂರುಮೆಟ್ಲಿನ ಪದ್ದತಿಯ ಪ್ರಕಾರ,ಕರಗುತ್ತಿರುವ ಮಂಜುಗೆಡ್ಡೆಯ ಶಾಖವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಕೊಳವಿಯ ಮೇಲೆ ಸೊನ್ನೆ(0)ಯನ್ನು ಹಾಕಿ, ಸಮುದ್ರ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಕುದಿಯುತ್ತಿರುವ ನೀರಿನಾಆವಿಯ ಶಾಖವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ 100ನ್ನು ಹಾಕಿ,ಇವೆರಡರ ಮಧ್ಯೆಯ ಇದ್ದವನ್ನು 100 ಸಮಭಾಗಗಳಾಗಿ ಭಾಗಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಸೊನ್ನೆಯ ಕೆಳಗೂ, 100ರ ಮೇಲೆಯೂ ಇದೇ ಅಂತರದ ಗುರುತುಗಳಿರುವುವು.

ಒಂದೇ ತೂಕದ ಅನೇಕ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು, ಪ್ರತಿಯೊಂದನ್ನು ಒಂದು ಡಿಗ್ರೀ ಶಾಖ ಹೆಚ್ಚುವಂತೆ ಕಾಯಿಸಬೇಕಾದರೆ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಮೊತ್ತದ ಉಷ್ಣವು ಬೇಕಾಗವುದು. ಒಂದು ಪೌಂಡು ನೀರನ್ನು ಒಂದು ಡಿಗ್ರೀ ಕಾಯಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗಿರುವ ಉಷ್ಣವು 30 ಪೌಂಡು ಪಾದರಸವನ್ನು 1 ಡಿಗ್ರೀಯಾಗಲೀ,ಅಥವಾ 1 ಪೌಂಡು ಪಾದರಸವನ್ನು 30 ಡಿಗ್ರೀಗಳಾಗಲೀ ಕಾಯಿಸುವುದು. ಹೀಗೆಯೇ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಗೂ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಮೊತ್ತದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಕೊಡಬೇಕು. ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲೆಲ್ಲಾ ನೀರೇ ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚಾದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಒಳಕೊಳ್ಳುವುದು, ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿಂದ ತಿಳಿದುಬಂದಿರುವುದು. ಆದುದರಿಂದ ಯಾವುದೇ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯಬೇಕಾದರೆ, 1 ಪೌಂಡು ನೀರನ್ನು 1 ಡಿಗ್ರೀ ಶಾಖ ಹೆಚ್ಚುವಂತೆ ಕಾಯಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಬೇಕಾದ ಉಷ್ಣವನ್ನು 'ಒಂದು ಉಷ್ಣಮಾನ' ವಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು. ಇಂಥ ಉಷ್ಣಮಾನಗಳು ಅದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಗಣಿಸುವರು.

ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ವಿಷಯವನ್ನು ಗಮನಕೊಟ್ಟು ಓದಿದಲ್ಲಿ 'ಶಾಖ'ವೆಂಬ ಪದವನ್ನು 'ಉಷ್ಣ'ವೆಂಬ ಪದವನ್ನು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಅರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಿರುವ ಸಂಗತಿಯು ತಿಳಿಯದೆ ಹೋಗಲಾರದು. ನಾವು ಸ್ನಾನಕ್ಕಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ನೀರಿನ 'ಕಾವು', ಕೆಂಪಗೆ ಕಾದ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ತಂತಿಯ 'ಕಾವಿ' ಗಿಂತಲೂ ಕಡಿಮೆ. ಆದರೆ ನಮಗೆ ಸ್ನಾನಕ್ಕೆ ಬೇಕಾದಷ್ಟು ನೀರನ್ನು ಕಾಯಿಸಬೇಕಾದರೆ ತಂತಿಯನ್ನು ಕೆಂಪಗೆ ಕಾಯಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗುವ ಸಾವಿರದಷ್ಟು 'ಉಷ'್ಣವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಬೇಕು. ಒಂದು ಚೆಂಬಿನಲ್ಲಿ ತುಂಬಿರುವ ಕುದಿಯುವ ನೀರಿನ ಶಾಖವೂ ಒಂದೇ ಆದರೂ, ಹಂಡೆಯ ನೀರನ್ನು ಕುದಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಚೆಂಬಿನ ಅನೇಕದಷ್ಟು ಉಷ್ಣವು ಬೇಕು ಎಂದರೆ, ಅಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಸೌದೆಯನ್ನು ಉರಿಸಬೇಕು.

ನೀರಿನ ಶಾಖವು 100ಡಿಗ್ರೀಗಳ ಮೇಲೆ ಏರುವುದಿಲ್ಲವೆಂದು ಹಿಂದೆ ಹೇಳಿದೆವಷ್ಟೆ. ಕುದಿಯುತ್ತಿರುವ ನೀರನ್ನು ಕಾಯಿಸಿದರೆ ಅದು ಆವಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಡುವುದು. ಈ ಆವಿಯು ತೇವವಿಲ್ಲದಿರುವಾಗ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣುವುದಿಲ್ಲ. ಕುದಿಯುತ್ತಿರುವ ನೀರಿನ ಮೇಲೆ ನೋಡಿದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಎತ್ತರದವರೆಗೂ ಏನೂ ಕಾಣಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಅದರ ಮೇಲೆ ಹೊಗೆಯಂತೆ ಹಬೆ ನೀರನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದರೆ ಸುಮಾರು ಒಂದು ಘನ ಅಡಿಯಷ್ಟು ಆವಿಯಾಗುವುದು ಎಂದರೆ, ನೀರಿನ 1700ರಷ್ಟು ಸ್ಥಳವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು. ಇಷ್ಟು ಸ್ಥಳವು ಅದಕ್ಕೆ ದೊರೆಯದಿದ್ದರೆ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಳವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಕ್ಕೆ ಎಷ್ಟು ಬಿರುಸಾಗಿ ಒತ್ತುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಊಹಿಸಬಹುದು. ಕುದಿಯುತ್ತಿರುವ ಒಂದು ಪೌಂಡು ನೀರನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಬೇಕಾದರೆ 536 ಉಷ್ಣಮಾನಗಳು ಬೇಕಾಗುವುವು. ಈ ಆವಿಯು ಮರಳಿ ನೀರಾದರೆ ಈ 536 ಉಷ್ಣಮಾನಗಳು ವಿಸರ್ಜಿಸುವುವು.

ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ 1 ಉಷ್ಣಮಾನದ ಶಕ್ತಿಯು 1390 ಅಡಿ ಪೌಂಡುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿಗೆ ಸಮವೆಂದು ಗೊತ್ತುಮಾಡಿರುವರು. ಆದುದರಿಂದ 1 ಉಷ್ಣಮಾನವನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಿದಲ್ಲಿ 1390 ಅಡಿಪೌಂಡುಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. 1 ಪೌಂಡು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲನ್ನು ಜೋಪಾನವಾಗಿ ಸುಟ್ಟು, ಬಂದ ಶಾಖವೆಲ್ಲವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡರೆ, 120 ಲಕ್ಷ ಅಡಿಪೌಂಡುಗಳಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯು ಹುಟ್ಟುವುದು. ಇದೇ ತೂಕದ ಸೀಮೇಎಣ್ಣೆಯಿಂದ 170 ಲಕ್ಷ ಅಡಿಪೌಂಡುಗಳಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯು ಬರುವುದು. ಆದರೆ ಆ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯೆಲ್ಲವನ್ನೂ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲು ಅನೇಕ ತೊಂದರೆಗಳಿರುವುವು. ಯಾವಾಗಲೂ ಒಂದೇ ಕೆಲಸ ಮಾಡತಕ್ಕ ಉತ್ತಮ ತರದ ಆವಿಯ ಯಂತ್ರಗಳೂ ಕೂಡ, 200 ಕುದುರೆಯ ಸಾಮಥ್ರ್ಯಕ್ಕೆ ಮೀರಿದ್ದರೆ, ಅವಕ್ಕೆ ಕೊಟ್ಟ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ 12ರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಮಾತ್ರವೇ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸುವುವು. ಇಂಥ ಯಂತ್ರದ ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಗಂಟೆಯೊಂದಕ್ಕೆ ಉರಿಸುವ ಪ್ರತಿ ಎರಡು ಪೌಂಡು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿಗೂ 1ಕುದುರೆ ಸಾಮಥ್ರ್ಯವು ಹುಟ್ಟುವುದು. ಸಣ್ಣ ಆವಿಯಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ 100ರಲ್ಲಿ 99ಭಾಗ ಉಷ್ಣವೇ ವ್ಯರ್ಥವಾಗಿ ಹೋಗುವುದು. ಹೀಗಿದ್ದರೂ, ವೆಚ್ಚವು ಸುಲಭವಾದುದರಿಂದ ಆವಿಯಂತ್ರವು ಇನ್ನೂ ಬಹಳ ರೂಢಿಯಲ್ಲಿದೆ.

ಆವಿಯನ್ನು ಚಲನಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕೆಂಬ ಆಲೋಚನೆಯು ಪೂರ್ವದಿಂದಲೂ ಜನರಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿದ್ದರೂ ಇದು ಒಂದು ಕ್ರಮಕ್ಕೆ ಬಂದುದು ಬಹಳ ಈಚೆಗೇ. ಕ್ರಿ.ಪೂ. 120ರಲ್ಲಿ ಅಲೆಗ್ಜಾಂಡ್ರಿಯಾ ಪಟ್ಟಣದ ಹೀರೋ ಎಂಬಾತನು ಆವಿಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಒಂದು ಚಕ್ರವನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವ ಏರ್ಪಾಟನ್ನು ಮಾಡಿದ್ದನು. ಅಲ್ಲಿಂದೀಚೆಗೆ 1629ನೆಯ ಇಸವಿಯಲ್ಲಿ ಬ್ರಾಂಕಾ ಎಂಬಾತನು ಬೇರೆವಿಧವಾದ ಸಲಕರಣೆಯನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿದರೂ ಇವು ಉಪಯೋಗವಾದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಲು ಒದಗಲಿಲ್ಲ. 1760ನೆಯ ಇಸವಿಗೆ ಮೊದಲು ಆವಿಯಂತ್ರದ ಉಪಯೋಗವು ಜನರಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲವೆಂದೇ ಹೇಳಬಹುದು. ಅಲ್ಲಿಂದೀಚೆಗೆ ದಿನೇದಿನೇ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿ, 18ನೆಯ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಶ್ರಮಿಸಿದ 'ಜೇಮ್ಸ್ ವಾಟ್' ಎಂಬಾತನ ಹೆಸರೂ, 19ನೆಯ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಈ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಸೌಕರ್ಯಗಳನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿದ "ಜಾರ್ಜ್‍ಸ್ಟೀವನ್ಸನ್" ಎಂಬಾತನ ಹೆಸರೂ ಪ್ರಪಂಚದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸಿದ್ಧಿಹೊಂದಿವೆ.

ಇನ್ನು, ಆವಿಯಂತ್ರದ ರಚನೆಯ ವಿಷಯವನ್ನೂ, ಅದು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದೆಂಬ ವಿಷಯವನ್ನೂ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಯತ್ನಿಸೋಣ. ಆವಿಯಯಂತ್ರಗಳು ಎರಡು ತೆರನಾಗಿವುವು--ಕಾರ್ಖಾನೆಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲಸಮಾಡುವುದಕ್ಕಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಯಂತ್ರವು ಇದ್ದ ಕಡೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಇರುವುದು.ರೈಲು ಬಂಡಿಯನ್ನೆಳೆಯುವುದಕ್ಕಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಯಂತ್ರವು ಬಂಡಿಗಳನ್ನು ಎಳೆದುಕೊಂಡು ತಾನೂ ಓಡುವುದು. ಇವೆರಡರ ರಚನೆಗೂ ಸ್ವಲ್ಪ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದ್ದರೂ ಮುಖ್ಯವಾದ ಭಾಗಗಳು ಎರಡರಲ್ಲಿಯೂ ಒಂದೇ. ಪ್ರತಿ ಆವಿಯಂತ್ರದಲ್ಲಿಯೂ ನೀರನ್ನು ಕಾಯಿಸುವುದಕ್ಕೆ ತಕ್ಕ ಪಾತ್ರೆಯೂ, ಸೌದೆಯನ್ನೋ ಅಥವಾ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲ್ಲನ್ನೋ ಉರಿಸುವ ಒಲೆಯೋ, ಆವಿಯನ್ನು ಸಾಗಿಸುವ ಕೂಳವಿಗಳೂ, ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ತಿರುಗಿಸಲು ಮಾಡಿರುವ ಸಲಕರಣೆಗಳೂ ಇರುವುವು. ಈ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದ ಭಾಗವೂ 1ನೆಯ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಸಿಲಿಂಡರ್ (ಎಬಿ) ಎಂಬುದು. ಇದು ಸುತ್ತಾಲೂ ಗುಂಡಾಗಿ, ಒಂದು ಕೂನೆ ತೆರೆದಿರುವ, ಉದ್ದವಾದ ಲಳಿಗೆ;ತಗಡಿನಿಂದ ಮಾಡಿದ್ದಲ್ಲ;ತಾಂಡವಾಳವನ್ನು ಎರಕಹೊಯ್ದು, ಲಳಿಗೆಯ ಒಳಭಾಗವನ್ನು ಅಳತೆಗೆ ಸರಿಯಾಗಿ ತಿದಿರುವರು. ಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ರೈಲ್ವೇ ಇಂಜಿನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಲಳಿಗೆಯ ಒಳಭಾಗವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡಡಿ ಉದ್ದವಾಗಿಯೂ, ಒಂದೂಕಾಲಡಿ ವ್ಯಾಸವುಳ್ಳದ್ದಾಗಿಯೂ ಇರುವುದು. ಇದರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕೊನೆಯಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಕೊನೆಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಆಡುವ ಒಂದು ಪಿಸ್ಟನ್ ಇರುವುದು. ಇದು ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಆಡುತ್ತಿದ್ದರೂ ಇದಕ್ಕೂ ಕೊಳವೆಯ ಒಳಮೈಗೂ ಮಧ್ಯೆ ಕೊಂಚವೂ ಸಂದಿರಬಾರದು. ಕೊಳವಿಯ ಒಂದು ಕಡೆ ಇರುವ ಆವಿಯು ಮತ್ತೊಂದು ಕಡೆಗೆ ಹೋಗುವುದಕ್ಕೆ ಬಿಡದಂತೆ ಪಿಸ್ಟನ್ನು ತಡೆಯಲು ಅನೇಕ ಉಪಾಯಗಳಿರುವುವು. ಈ ಪಿಸ್ಟನ್ನಿಗೆ ಬಲವಾದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಕೋಲನ್ನು (ಪಿಆರ್) ಬಹಳ ಭದ್ರ್ರವಾಗಿ ಸೇರಿಸಿ, ಇದರ ಮೂಲಕ ಆವಿಯು ಸಿಲಿಂಡರ್‍ನಿಂದ ದೂರಕ್ಕೆ ಹೋಗದಂತೆ, ಎಕ್ಸ್ ಎಕ್ಸ್ ಬಳಿ ಸರಿಯಾದ ಏರ್ಪಾಟನ್ನು ಮಾಡಿರುವರು.ಆರ್ ಎಂಬುದು ಚಕ್ರದ ಅಚ್ಚಿರುವ ಸ್ಥಳ. ಇಸಿ ಎಂಬುದು ಅಚ್ಚಿಗೆ ಬಿಗಿದಿರುವ ತೋಳು. ಇದನ್ನು "ಕ್ರಾಂಕ್" ಎನ್ನುವರು. ಆರ್‍ಸಿ ಎಂಬ ಕೋಲಿನ ಒಂದು ಕೋಲಿನ ಒಂದು ಕೊನೆಯನ್ನು ಪಿಸ್ಟನ್ ಕೋಲಿನ ಆರ್ ಕೊನೆಗೆ ಜೋಡಿಸಿ, ಇದರ ಬಳಿ ಒಂದರ ಮೇಲೊಂದು ತಿರುಗುವುದಕ್ಕಾಗುವಂತೆ ಅನುಕೂಲಮಾಡಿರುವರು. ಮತ್ತೊಂದು ಕೊನೆಯನ್ನು ಕ್ರಾಂಕಿಗೆ ಸಿ ಬಳಿ ಜೋಡಿಸಿರುವರು. ಸಿಲಿಂಡರಿನೊಳಗೆ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಬಲಗಡೆಯೂ ಎಡಗಡೆಯೂ ಆವಿಯು ಬರುವುದಕ್ಕೂ ಹೋಗುವುದಕ್ಕೊ ಸಣ್ಣ ದ್ವಾರಗಳಿರುವುವು. ಡಿ ಎಂಬುದು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಸರಿದಾಡುವ ಒಂದು ಕವಾಟ. ಇದಕ್ಕೆ ಆರ್ ಎಂಬ ಕೋಲು ಜೋಡಿಸಿರುವುದು. ಈ ಕೋಲಿನ ಮೊನೆಯನ್ನು ಅಚ್ಚಿನ ಸುತ್ತಲಿರುವ ಒಂದು ಬಳೆಯ ಗಬುಟಿಗೆ ಸೇರಿರಿರುವರು. ವಿವಿ ಎಂಬುದು ಆವಿಯ ಪೆಟ್ಟಿಗೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಎಸ್ ಎಂಬ ಕೊಳವೆಯ ಮೂಲಕ ನೀರಿನ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟಿದ ಆವಿಯು ಬರುವುದು. ಇ ಎಂಬುದು ಆವಿಯು ಸಿಲಿಂಡರ್ನಿಂದ ಹೊರಕ್ಕೆ ಹೋಗುವ ಮಾರ್ಗ. ಇನ್ನು, ಆವಿಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ತಿರುಗುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು ಹೇಗೆ? ಎಂಬ ವಿಷಯವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ನೀರನ್ನು ಕಾಯಿಸುವುದರಿಂದ ಹೊರಟ ಆವಿಯನ್ನು ಪಾತ್ರೆಯೊಳಗೆ ಕೂಡಿಟ್ಟಿರುವುದರಿಂದ ಇದರ ಒತ್ತುವಿಕೆಯು ವಾಯುವಿನ ಒತ್ತುವಿಕೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುವುದು. ವಾಯುವಿನ ಒತ್ತುವಿಕೆಯು ಸಮುದ್ರಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ಚದುರಂಗುಲದ ಮೇಲೆಯೂ, ಸುಮಾರು 15 ಪೌಂಡುಗಳ ತೂಕದಷ್ಟೆಂದು ಹಿಂದೆ ತಿಳಿಸಿರುವುದಷ್ಟೆ. ಆವಿಯ ಒತ್ತುವಿಕೆಯು ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಅಪಾಯ ಬಾರದಂತೆ ಒಂದು ರಕ್ಷಕ ಕವಾಟವನ್ನಿಟ್ಟಿರುವರು. ಒಂದು ಗೊತ್ತಾದ ಒತ್ತುವಿಕೆಯನ್ನು ಆವಿಯು ಮೀರಿದಲ್ಲಿ ಈ ಕವಾಟವು ತನ್ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ತಾನೇ ತೆರೆದುಕೊಂಡು ಆವಿಯನ್ನು ಹೊರಕ್ಕೆ ಬಿಟ್ಟು, ಅದರ ಬಿರುಸನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು. ಇದರಿಂದ ಆವಿಯ ಯಂತ್ರ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ಆಧುನಿಕ ಜಗತ್ತಿಗೆ ಪೂರಕವಾಗಿರುವ ಆವಿಯ ಯಂತ್ರ ವಿಜ್ಞಾನದ ಆವಿಷ್ಕಾರವೂ ಹೌದು ಹಾಗೆಯೇ ಆಧುನಿಕರಣದ ಸಂಕೇತವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿನಿತ್ಯ ಸಾವಿರಾರು ಉಗಿಬಂಡಿಗಳು ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿನಿತ್ಯ ಆವಿಯ ಯಂತ್ರದ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಲೇ ಇದೆ. ಈ ಕುರಿತು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಹೊಸ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ನಡೆಯತೊಡಗಿವೆ. ಜೇಮ್ಸ್ ವ್ಯಾಟ್‍ನಂತೆಯೇ ಅನೇಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಕುರಿತು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಹುಡುಕಾಟದಲ್ಲಿ ನಿರತರಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಹೊಗೆ ಉಗುಳುತ್ತಾ ಚಲಿಸುವ ಉಗಿಬಂಡಿಗೆ ಆವಿಯ ತಂತ್ರ ಜೀವತಂತುವಿನಂತೆ. ಮಹಾನಗರಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಂದು ಸದ್ದು ಮಾಡುತ್ತಿರುವ ಮೆಟ್ರೋ ರೈಲುಗಳಿಗೆ ಸರಿಸಮವಾಗಿ ಆವಿಯ ಯಂತ್ರ ಮುಖೇನ ಚಲಿಸುವ ರೈಲುಗಳು ಸ್ಪರ್ಧೆ ನೀಡುತ್ತಿವೆ.