Bell jar
ઘંટડીની બરણી એ કાચની બરણી છે, જે ઘંટડી જેવી જ હોય છે (એટલે કે. તેના સૌથી જાણીતા સ્વરૂપમાં તે તળિયે ખુલ્લું છે, જ્યારે તેની ટોચ અને બાજુઓ એકસાથે એક ટુકડો છે), અને વિવિધ સામગ્રી (કાચથી લઈને વિવિધ પ્રકારની ધાતુઓ સુધી) માંથી બનાવી શકાય છે. બેલ બરણીઓનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રયોગશાળાઓમાં શૂન્યાવકાશ બનાવવા અને સમાવવા માટે થાય છે. તે પ્રયોગોમાં વપરાતું એક સામાન્ય વિજ્ઞાન ઉપકરણ છે. બેલ બરણીઓમાં મજબૂત વેક્યૂમ બનાવવાની મર્યાદિત ક્ષમતા હોય છે; જ્યારે ઉચ્ચ પ્રદર્શનની જરૂર હોય ત્યારે વેક્યૂમ ચેમ્બર ઉપલબ્ધ હોય છે. તેનો ઉપયોગ ધ્વનિ પ્રસાર પર શૂન્યાવકાશની અસર દર્શાવવા માટે કરવામાં આવે છે. તેમના વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગો ઉપરાંત, ઘંટડીની બરણીઓ ડિસ્પ્લે કેસ અથવા પારદર્શક ધૂળના આવરણ તરીકે પણ કામ કરી શકે છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં ઘંટડીની બરણી સામાન્ય રીતે શૂન્યાવકાશ હેઠળ મૂકવામાં આવતી નથી. વેક્યૂમ એ વેક્યૂમ બેલ બરણી બેઝ પર મૂકવામાં આવે છે જે નળી ફિટિંગ માટે વેન્ટેડ હોય છે, જેને નળી દ્વારા વેક્યૂમ પંપ સાથે જોડી શકાય છે. ઘંટડીની બરણીમાંથી હવા બહાર કાઢીને શૂન્યાવકાશ રચાય છે. વેક્યૂમ બેલ બરણીની નીચેની ધાર ભારે કાચની પાંખ બનાવે છે, જે વધુ સારા સંપર્ક માટે તળિયે જમીન પર સરળ હોય છે. બરણીનો આધાર પણ એટલો જ ભારે અને સપાટ હોય છે. સામાન્ય રીતે તેમની વચ્ચે વેક્યૂમ ગ્રીસનું સ્મીયર લાગુ કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ શૂન્યાવકાશ અંદર રચાય છે, તે નોંધપાત્ર સંકોચન બળ બનાવે છે, તેથી સીલને બંધ કરવાની જરૂર નથી. આ કારણોસર, ઘંટડીની બરણીનો ઉપયોગ વાતાવરણની ઉપરના દબાણને સમાવવા માટે કરી શકાતો નથી, માત્ર નીચે. બેલ બરણીઓનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વર્ગખંડના પ્રદર્શનો માટે અથવા શોખીનો દ્વારા થાય છે, જ્યારે માત્ર પ્રમાણમાં ઓછી ગુણવત્તાની વેક્યૂમની જરૂર હોય છે. અલ્ટ્રા હાઈ વેક્યૂમ પર કરવામાં આવેલા અદ્યતન સંશોધન માટે વધુ અત્યાધુનિક વેક્યૂમ ચેમ્બરની જરૂર પડે છે. જો કે, અસરકારક પંપ અને ઓછા ગળતર દર ધરાવતા બેલ જાર ચેમ્બરમાં ઘણા પરીક્ષણો પૂર્ણ થઈ શકે છે. વેક્યૂમ પ્રદાન કરવા માટે બેલ જારનો ઉપયોગ કરતા કેટલાક પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગોની જાણ રોબર્ટ બોયલ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેમના પુસ્તક, ન્યૂ એક્સપેરિમેન્ટ્સ ફિઝિકો-મિકેનિકલ, ટચિંગ ધ સ્પ્રિંગ ઓફ ધ એર, એન્ડ ઇટ્સ ઇફેક્ટ્સ, (મેડ, ફોર ધ મોસ્ટ પાર્ટ, ઇન અ ન્યૂ ન્યુમેટિકલ એન્જિન) માં, તેમણે 43 અલગ-અલગ પ્રયોગોનું વર્ણન કર્યું છે, જેમાંથી કેટલાક રોબર્ટ હૂક સાથે હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા, જેમાં અંદર રહેલી વસ્તુઓ પર બેલ જારની અંદર હવાના દબાણને ઘટાડવાની અસરની તપાસ કરવામાં આવી હતી. ધ્વનિ પ્રસાર પ્રયોગો આ પ્રયોગોમાંથી સૌથી વધુ જાણીતા પ્રયોગોમાંના એકમાં બરણીની અંદર ઘંટડી વગાડવાનો સમાવેશ થાય છે, અને અવલોકન કરવામાં આવે છે કે હવાને બહાર કાઢ્યા પછી, ઘંટડી અદૃશ્ય થઈ જાય છે. આ પ્રયોગ દર્શાવે છે કે ધ્વનિનો પ્રસાર હવા દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે, અને હવાના માધ્યમની ગેરહાજરીમાં, ધ્વનિ તરંગો મુસાફરી કરી શકતા નથી. આ પ્રયોગનો ઉપયોગ ઘણીવાર વર્ગખંડના વિજ્ઞાન પ્રયોગ તરીકે થાય છે, જ્યાં પ્રયોગને ઘંટડીની બરણી હેઠળ મૂકવામાં આવેલી એલાર્મ ઘડિયાળ જેવી વસ્તુ સાથે પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે, અને હવાને બહાર કાઢવામાં આવે ત્યારે એલાર્મ ઘડિયાળનો અવાજ ઝાંખો પડે છે અને અસર દર્શાવવા માટે તેનો ઉપયોગ થાય છે. વધુમાં બેલ બરણીની અંદર માઇક્રોફોન મૂકીને અને હવા બહાર નીકળે તેમ માઇક્રોફોન દ્વારા શોધાયેલ અવાજ ઓછો થાય છે તેનું નિરીક્ષણ કરીને, બરણીના કાચ દ્વારા અવાજને શોષવાની અસરને બાકાત રાખી શકાય છે. ઘંટડીની બરણીમાં મીણબત્તીનો પ્રયોગ ઘંટડીની બરણીનો ઉપયોગ કરતા અન્ય એક સામાન્ય પ્રયોગમાં સળગતી મીણબત્તી પર બરણી મૂકવાનો અને જ્યોત બહાર જાય છે તેનું નિરીક્ષણ કરવાનો સમાવેશ થાય છે, જે દર્શાવે છે કે દહન માટે ઓક્સિજન જરૂરી છે. આ પ્રયોગની એક સામાન્ય વિવિધતા એ છે કે મીણબત્તી અને ઘંટડીની બરણીને પાણી પર મૂકવી, અને અવલોકન કરવું કે જ્યારે મીણબત્તી બુઝાઈ જશે, ત્યારે ઘંટડીની બરણીની અંદર પાણીનું સ્તર વધશે. આ અવલોકન માટેનું સમજૂતી એ છે કે મીણબત્તીઓ દ્વારા બરણીની અંદરની હવાને ગરમ કરવાથી તે વિસ્તરે છે, અને જ્યારે મીણબત્તી ઓક્સિજનનો પુરવઠો ખતમ કરી દે છે અને ઓલવી દે છે, ત્યારે હવા ઠંડી થશે અને સંકોચાય છે, જેના કારણે પાણી ખેંચાય છે. એક સામાન્ય ખોટો ખ્યાલ એ છે કે વપરાયેલા ઓક્સિજનને બદલવા માટે પાણીનું સ્તર વધે છે, પરંતુ દહન પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન તરીકે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે, તેથી આ સમજૂતી સાચી નથી. જોસેફ પ્રિસ્ટલીએ પ્રકાશસંશ્લેષણની અસર દર્શાવવા માટે એક્સપેરિમેન્ટ્સ એન્ડ ઓબ્ઝર્વેશન ઓન ડિફરન્ટ કાઇન્ડ્સ ઓફ એરમાં નોંધાયેલા એક પ્રયોગમાં ઘંટડીની બરણીની નીચે મૂકવામાં આવેલા મીણબત્તી અને ટંકશાળના છોડનો પણ ઉપયોગ કર્યો હતો. શરૂઆતમાં મીણબત્તી પ્રગટાવવામાં આવી હતી, અને પછી ઘંટડીની બરણી બે વસ્તુઓ પર મૂકવામાં આવી હતી, અને એકવાર મીણબત્તી દ્વારા ઓક્સિજનનો વપરાશ થઈ ગયા પછી, જ્યોત બુઝાઈ ગઈ હતી. જો કે, ઘણા દિવસો પછી મીણબત્તીને ફરીથી સ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતી, જે દર્શાવે છે કે પ્લાન્ટએ જરૂરી ઓક્સિજનનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. શારીરિક પ્રયોગો પ્રિસ્ટલીએ પણ ઘંટડીની બરણી નીચે છોડ અને ઉંદરોનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગો હાથ ધર્યા હતા. તેમને જાણવા મળ્યું કે ઘંટડીની બરણીમાં એકલો રાખેલો ઉંદર આખરે મૃત્યુ પામ્યો, જ્યારે એક છોડ પણ બરણીની અંદર મૂકવામાં આવ્યો ત્યારે ઉંદર બચી જશે. બોયલે જંતુઓ, ઉંદર, પક્ષીઓ અને માછલીઓ સહિત સંખ્યાબંધ વિવિધ પ્રાણીઓ ધરાવતી ઘંટડીની બરણીઓમાંથી હવાને દૂર કરવાની અસરનો પણ અભ્યાસ કર્યો હતો અને અવલોકન કર્યું હતું કે જ્યારે હવાને દૂર કરવામાં આવે ત્યારે તેઓ કેવી પ્રતિક્રિયા આપે છે. "એક્સપેરિમેન્ટ 40", ન્યૂ એક્સપેરિમેન્ટ્સ ફિઝિકો-મિકેનિકલ, ટચિંગ ધ સ્પ્રિંગ ઓફ ધ એર, એન્ડ ઇટ્સ ઇફેક્ટ્સ, (મેડ, મોસ્ટ પાર્ટ, ઇન અ ન્યૂ ન્યુમેટિકલ એન્જિન) માં તેમણે ઓછા હવાના દબાણ હેઠળ ઉડવાની જંતુઓની ક્ષમતાનું પરીક્ષણ કર્યું હતું, જ્યારે "એક્સપેરિમેન્ટ 41" માં તેમણે જીવંત પ્રાણીઓની તેમના અસ્તિત્વ માટે હવા પરની નિર્ભરતાનું પ્રદર્શન કર્યું હતું. ઓઇલ પેઇન્ટિંગ એન એક્સપેરિમેન્ટ ઓન અ બર્ડ ઇન ધ એર પંપમાં એક કુદરતી ફિલસૂફને બેલ બરણીની અંદર એક પક્ષી સાથે બોયલના સમાન પ્રયોગનું પુનરાવર્તન દર્શાવવામાં આવ્યું છે. જોખમો એક વેક્યૂમ કાચની સપાટી પર એક વાતાવરણનું દબાણ તફાવત, આશરે 14 પી. એસ. આઈ. ઉત્પન્ન કરે છે. વિસ્ફોટની અંદર રહેલી ઊર્જાને દબાણના તફાવત અને બહાર કાઢવામાં આવેલા કદ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ફ્લાસ્કનું કદ પ્રયોગો વચ્ચે તીવ્રતાના ક્રમમાં બદલાઈ શકે છે. જ્યારે પણ લિટર કદના અથવા મોટા ફ્લાસ્ક સાથે કામ કરે છે, ત્યારે રસાયણશાસ્ત્રીઓએ કાચના ટુકડાઓથી બચાવવા માટે સલામતી સ્ક્રીન અથવા ફ્લો હુડની સેશનો ઉપયોગ કરવાનું વિચારવું જોઈએ, જો વિસ્ફોટ થાય. કાચના વાસણોને ટુકડાઓ પકડવા માટે ટેપના સર્પાકાર સાથે પણ લપેટી શકાય છે, અથવા સ્કુબા સિલિન્ડર પર વધુ સામાન્ય રીતે જોવા મળતા જાળીદાર જાળી સાથે લપેટી શકાય છે. વેક્યૂમ હેઠળનો કાચ તેની સપાટીમાં ચિપ્સ અને સ્ક્રેચ માટે વધુ સંવેદનશીલ બને છે, કારણ કે આ સ્ટ્રેસ રાઇઝર્સ બનાવે છે, તેથી જો શક્ય હોય તો જૂના કાચને ટાળવું શ્રેષ્ઠ છે. કાચ પરની અસરો અને ઉષ્મીય રીતે પ્રેરિત તાણ પણ શૂન્યાવકાશ હેઠળ ચિંતાનો વિષય છે. રાઉન્ડ બોટમ ફ્લાસ્ક વધુ અસરકારક રીતે તેમની સપાટીઓ પર તણાવ ફેલાવે છે, અને તેથી શૂન્યાવકાશ હેઠળ કામ કરતી વખતે સુરક્ષિત હોય છે. સુશોભન અથવા પ્રિઝર્વેટિવ શુદ્ધ સુશોભન બેલ બરણીઓનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વિક્ટોરિયન સમયગાળામાં પારદર્શક ધૂળના આવરણ તરીકે અને ઘડિયાળો, ટેક્સીડર્મી, શેલો અને મીણના ફૂલો અને ફળ સહિત વિવિધ પ્રકારની વસ્તુઓ માટે કેસ પ્રદર્શિત કરવા માટે કરવામાં આવતો હતો. સુશોભન બેલ બરણીઓ પાતળા કાચમાંથી બનાવવામાં આવતી હતી, જેમાં તેમની ઓપ્ટિકલ સ્પષ્ટતાને ધ્યાનમાં રાખીને વધુ કાળજી લેવામાં આવતી હતી, અને તેમાં જાડું બેઝ ફ્લેંજ નહોતું. આ કારણોસર, તેઓ વેક્યૂમ ઉપયોગ માટે યોગ્ય નથી અને જો નીચે પંપ કરવામાં આવે તો સામાન્ય રીતે નિષ્ફળ જાય છે. સમાન કાચના ગુંબજનો ઉપયોગ ચીઝના ગુંબજો, કેકબેલ્સ અથવા બગીચાના ક્લોશ તરીકે થતો હતો. લોકપ્રિય સંસ્કૃતિમાં "ધ જાર" (નવેમ્બર 1944) એ રે બ્રેડબરીની ટૂંકી વાર્તા છે, જે વાઇલ્ડ ફિકશન અંડર અ ગ્લાસ બેલ (1944) માં પ્રકાશિત થઈ છે, જે એનાઇસ નિન ધ બેલ જાર (1963) નો ટૂંકી વાર્તા સંગ્રહ છે, જે સિલ્વિયા પ્લાથનો રોમન ક્લેફ છે, જે મૂળ રૂપે "વિક્ટોરિયા લુકાસ" ઉપનામ હેઠળ પ્રકાશિત થયો હતો.