पृष्ठ प्रश्न
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Q 1: निम्नलिखित में से कौन से पदार्थ हैं – कुर्सी, वाय, स्नेह, गध, घृणा, बादाम, विचार, शीत, शीतल पेय, इत्र की सुगंध
उत्तर:
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कुर्सी – यह ठोस है, इसका द्रव्यमान होता है और यह स्थान घेरती है।
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वायु – गैस है, इसका भी द्रव्यमान होता है और यह स्थान घेरती है।
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बादाम – ठोस है, द्रव्यमान रखता है और स्थान घेरता है।
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शीतल पेय – द्रव है, इसका द्रव्यमान होता है और यह स्थान घेरता है।
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इत्र की सुगंध – यह गैसीय अवस्था में फैले सूक्ष्म कणों से बनी है, जिनका द्रव्यमान होता है और वे स्थान घेरते हैं।
नोट:
स्नेह, गध, घृणा, विचार, शीत पदार्थ नहीं हैं क्योंकि इनमें द्रव्यमान और स्थान नहीं होता।-
Q2 : निम्नलिखित प्रेक्षण के कारण बतायें। गरमा-गरम खाने की गंध कई मीटर दूर से ही आपके पास पहुंच जाती है लेकिन ठडे खाने की महक लेने के लिए आपको उसके पास जाना पड़ता है।
उत्तर : गरमा-गरम भोजन से निकलने वाले कणों में अधिक गतिज ऊर्जा होती है। वे तेजी से हवा में मिलकर दूर तक फैल जाते हैं, इसलिए गर्म खाने की गंध कई मीटर दूर तक पहुँचती है। जबकि ठंडे खाने के कणों की गति धीमी होती है, इसलिए गंध पास जाकर ही महसूस होती है।
Q3: स्वीमिंग पूल में गोताखोर पानी काट पाता है। इससे पदार्थ का कौन-सा गुण प्रेक्षित होता है?
उत्तर: जब गोताखोर पानी में तैरता है और उसे काटता है, तो यह दिखाता है कि पानी के कणों के बीच रिक्त स्थान होता है और कण एक-दूसरे को विस्थापित कर सकते हैं।
यानी, गोताखोर के शरीर द्वारा पानी को काटने और धकेलने की प्रक्रिया से यह पदार्थ का गुण स्पष्ट रूप से देखने को मिलता है।
Q 4: पदार्थ के कणों की क्या विशेषताएं होती है?
उत्तर: पदार्थ के कणों की मुख्य विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:
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अत्यंत सूक्ष्म आकार: कण बहुत छोटे होते हैं और आंख से दिखाई नहीं देते।
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रिक्त स्थान: कणों के बीच हमेशा कुछ अंतराल या स्थान होता है।
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गतिशीलता: कण लगातार गतिशील रहते हैं।
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आकर्षण बल: कणों के बीच आपसी आकर्षण होता है, जो उन्हें एक साथ रखता है।
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तापमान के अनुसार गति: तापमान बढ़ने पर कणों की गति बढ़ जाती है और घटने पर धीमी हो जाती है।
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Q 1 : किसी तत्व के द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन को घनत्व कहते हैं। (घनत्व द्रव्यमान/आयतन) बढ़ते हुए घनत्व के क्रम में निम्नलिखित को व्यवस्थित करें- वायु, चिमनी का धुआँ, शहद, जल, चोक, रुई और लोहा।
उत्तर: घनत्व (Density = द्रव्यमान/आयतन) के बढ़ते हुए क्रम में –
रुई < चिमनी का धुआँ < वायु < जल < शहद < चोक < लोहा
Q2 A. पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं के गणो में होने वाले अंतर को सारणीबदध कीजिए।
उत्तर:
| गुण / अवस्था | ठोस (Solid) | द्रव (Liquid) | गैस (Gas) |
|---|---|---|---|
| आकार | निश्चित | निश्चित नहीं, बर्तन का आकार ले लेता है | निश्चित नहीं |
| आयतन | निश्चित | निश्चित | निश्चित नहीं |
| कणों के बीच आकर्षण बल | बहुत अधिक | मध्यम | बहुत कम |
| कणों के बीच रिक्त स्थान | बहुत कम | अधिक | बहुत अधिक |
| कणों की गति | केवल कंपन कर सकते हैं | सरक सकते हैं | स्वतंत्र रूप से चारों ओर गति करते हैं |
| संपीड्यता (Compressibility) | नगण्य | बहुत कम | अत्यधिक |
B. निम्नलिखित पर टिप्पणी कीजिए- दृढ़ता, संपीडयता, तरलता, बर्तन में गैस का भरना, आकार, गतिज ऊर्जा एवं घनत्व।
उत्तर : टिप्पणी
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दृढ़ता (Rigidity):
ठोस पदार्थ अपने आकार को आसानी से नहीं बदलते। उनका आकार और रूप स्थिर रहता है और केवल बाहरी बल लगने पर ही उनमें परिवर्तन संभव होता है। -
संपीड्यता (Compressibility):
गैसें आसानी से दबाई जा सकती हैं, द्रव बहुत कम दबते हैं जबकि ठोस लगभग न के बराबर संपीड्य होते हैं। -
तरलता (Fluidity):
द्रव और गैसें बह सकती हैं, इसलिए इन्हें तरल कहते हैं। ठोस में तरलता नहीं होती। -
बर्तन में गैस का भरना:
गैसें अपने पात्र का आकार और आयतन दोनों ले लेती हैं, इसलिए वे पूरे बर्तन में समान रूप से भर जाती हैं। -
आकार (Shape):
ठोस का आकार निश्चित होता है, द्रव बर्तन का आकार ले लेते हैं और गैस का कोई निश्चित आकार नहीं होता। -
गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy):
गैसों के कणों की गतिज ऊर्जा सबसे अधिक, द्रवों में मध्यम और ठोस में सबसे कम होती है। -
घनत्व (Density):
ठोस सामान्यतः सबसे अधिक घनत्व वाले होते हैं, द्रव मध्यम और गैसों का घनत्व बहुत कम होता है।
Q3 कारण बताएँ
(a) गैस पूरी तरह उस बर्तन को भर देती है, जिसमें इसे रखते हैं।
उत्तर: गैस के कणों के बीच बहुत अधिक रिक्त स्थान होता है और उनमें आकर्षण बल बहुत कम होता है। कण स्वतंत्र रूप से तेजी से गति करते हैं, इसलिए वे पूरे बर्तन में इधर-उधर फैलकर उसे पूरी तरह भर देते हैं।
(b) गैस बर्तन की दीवारों पर दबाव डालती है।
उत्तर: गैस के कण लगातार तीव्र गति से चारों ओर घूमते रहते हैं। जब वे बर्तन की दीवारों से टकराते हैं, तो उन पर बल लगाते हैं। इन असंख्य टक्करों का कुल प्रभाव ही गैस का दबाव (Pressure) कहलाता है।
(c) लकड़ी की मेज़ ठोस कहलाती है।
उत्तर : लकड़ी की मेज़ का अपना निश्चित आकार और आयतन होता है। इसके कण बहुत पास-पास और मजबूती से जुड़े होते हैं, जिनके बीच आकर्षण बल प्रबल होता है। यही कारण है कि इसे हम ठोस (Solid) कहते हैं।
(d) हवा में हम आसानी से अपना हाथ चला सकते हैं, लेकिन एक ठोस लकड़ी के टुकड़े में हाथ चलाने के लिए हमें कराटे में दक्ष होना पड़ेगा।
उत्तर: हवा एक गैस होती है, जिसके कणों के बीच बहुत अधिक खाली जगह होती है और उनमें आकर्षण बल बहुत कम होता है। इस कारण हमारा हाथ आसानी से हवा में चल सकता है।
इसके विपरीत, लकड़ी ठोस पदार्थ है। इसके कण आपस में बहुत सघनता से जुड़े होते हैं और उनमें आकर्षण बल अधिक होता है, इसलिए उसे तोड़ने या काटने के लिए ज़्यादा बल लगाना पड़ता है।
Q4: सामान्यतया ठोस पदार्थों की अपेक्षा द्रवों का घनत्व कम होता है। लेकिन आपने बर्फ के टुकड़े को जल में तैरते हए देखा होगा। पता लगाइए, ऐसा क्यों होता है?
उत्तर: सामान्यतः ठोस पदार्थों का घनत्व द्रवों से अधिक होता है, लेकिन बर्फ के मामले में यह उलटा होता है।
बर्फ में जल के अणु हाइड्रोजन बंधन के कारण एक जालीदार संरचना (open structure) बना लेते हैं, जिससे उनके बीच खाली स्थान बढ़ जाते हैं।
इसी कारण बर्फ का घनत्व जल से कम हो जाता है और वह जल की सतह पर तैरने लगती है।
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Q1: निम्नलिखित तापमान को सेल्सियस में बदले।
उत्तर: केल्विन को सेल्सियस में बदलने का सूत्र है —
सेल्सियस तापमान = केल्विन तापमान − 273.15
1️⃣ 300 K
= 300 − 273.15
= 26.85°C answer
इसलिए, तापमान लगभग 27°C होगा।
2️⃣ 573 K
= 573 − 273.15
= 299.85°C answer
इसलिए, तापमान लगभग 300°C होगा।
Q2: निम्नलिखित तापमान पर जल की भौतिक अवस्था क्या होगी?
उत्तर: 1. 250°C : इस तापमान पर पानी पूरी तरह गैसीय रूप यानी भाप में बदल जाता है
2. 100°C पर: इस तापमान पर जल द्रव से गैस में परिवर्तित होने की प्रक्रिया, यानी उबालने (Boiling) की अवस्था में होता है।
Q3: किसी भी पदार्थ की अवस्था परिवर्तन के दौरान तापमान स्थिर क्यों रहता है?
उत्तर: जब किसी पदार्थ की अवस्था बदलती है — जैसे बर्फ का जल बनना या जल का भाप बनना — तो उस समय दी गई ऊष्मा पदार्थ के तापमान को नहीं बढ़ाती। यह ऊष्मा कणों के बीच के आकर्षण बल को कमजोर या तोड़ने और उन्हें नई अवस्था में व्यवस्थित करने में उपयोग होती है। इसे गुप्त ऊर्जा कहते है इसलिए अवस्था परिवर्तन के दौरान पदार्थ का तापमान स्थिर रहता है।
Q 4: वायुमंडलीय गैसों को द्रव में परिवर्तन करने के लिए कोई विधि सुझाव दीजिये।
उत्तर: वायुमंडलीय गैसों को द्रव में बदलने के लिए उच्च दाब और निम्न तापमान का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में गैस के कण पास आ जाते हैं और आपसी आकर्षण बल बढ़ने से गैस द्रव में परिवर्तित हो जाती है। जब गैस पर दबाव बढ़ाया जाता है और तापमान कम किया जाता है, तो गैस के कण आपस में काफ़ी पास आ जाते हैं। इससे उनके बीच का आकर्षण बल बढ़ जाता है, और परिणामस्वरूप गैस द्रव अवस्था में परिवर्तित हो जाती है।
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Q1: गर्म शुष्क दिन में कूलर अधिक ठंडा क्यों करता है?
उत्तर: गर्म और शुष्क दिनों में वातावरण में नमी (Humidity) बहुत कम होती है।
ऐसे में कूलर से निकलने वाला पानी तेजी से वाष्पित (Evaporate) हो जाता है।
वाष्पीकरण की इस प्रक्रिया के दौरान हवा से ऊष्मा अवशोषित होती है, जिससे हवा ठंडी हो जाती है। इसी कारण गर्म और सूखे दिनों में कूलर अधिक ठंडक देता है।
Q2: गर्मियों में घड़े का जल ठंडा क्यों होता है?
उत्तर: घड़ा मिट्टी का बना होता है, जिसकी दीवारों में छोटे-छोटे छिद्र (pores) होते हैं।
इन छिद्रों से थोड़ा-सा पानी बाहर आकर घड़े की सतह पर फैल जाता है।
जब यह पानी वाष्पित (Evaporate) होता है, तो वाष्पीकरण की प्रक्रिया में वह घड़े के अंदर के पानी से ऊष्मा (Heat) ले लेता है। इस कारण घड़े के अंदर का जल ठंडा हो जाता है।
Q3: एसिटोन/पेट्रोल या इत्र डालने पर हमारी हथेली ठंडी क्यों हो जाती है?
उत्तर : एसिटोन, पेट्रोल या इत्र बहुत जल्दी वाष्पित होते हैं। वाष्पीकरण के लिए इन्हें ऊष्मा चाहिए होती है, जो ये हमारी हथेली से ले लेते हैं। ऊष्मा के ह्रास से हथेली का तापमान कम हो जाता है और हमें ठंडक महसूस होती है।
Q4: कप की अपेक्षा प्लेट से हम गर्म दूध या चाय जल्दी क्यों पी लेते है?
उत्तर: प्लेट की सतह का क्षेत्रफल कप की तुलना में अधिक होता है।
अधिक सतह क्षेत्रफल होने से वाष्पीकरण (Evaporation) और ऊष्मा का विकिरण (Heat Radiation) तेज़ी से होता है।
इसी कारण प्लेट में रखा दूध या चाय जल्दी ठंडी हो जाती है, जबकि कप में वही पेय देर से ठंडा होता है। इसलिए हम प्लेट में रखी चाय या दूध को जल्दी पी सकते हैं।
Q5: गर्मियों में हमें किस तरह के कपड़े पहनने चाहिए?
उत्तर : गर्मियों में हमें हल्के रंग के, ढीले और सूती कपड़े पहनने चाहिए। ये पसीना सोखते हैं और वाष्पीकरण से शरीर को ठंडक पहुँचाते हैं।
अभ्यास प्रश्न
Q 1: निम्नलिखित तापमानों को सेल्सियस इकाई में परिवर्तित करें
A. 300 k
उत्तर: सेल्सियस = केल्विन − 273
300 K → 300 − 273 = 27°C
B. 573K
573 K → 573 − 273 = 300°C
Q2 :निम्नलिखित तापमानों को केल्विन इकाई में परिवर्तित करे।
A. 25°C
उत्तर: केल्विन = सेल्सियस + 273
25°C → 25 + 273 = 298 K
B. 373°C
-
373°C → 373 + 273 = 646 K
उत्तर: नैफ्थलीन ठोस से सीधे गैस में बदल जाता है। इसे उर्ध्वपातन (Sublimation) कहते हैं। ठोस नैफ्थलीन के कण हवा में फैल जाते हैं, इसलिए यह धीरे-धीरे अदृश्य हो जाती है बिना किसी ठोस अवशेष के।
2. हमें इत्र की गध बहुत दूर बैठे हुए भी पहुंच जाती है।
उत्तर : इत्र की गंध वाष्पित होकर हवा में फैलती है। इसमें मौजूद कण बहुत तेज़ी से चलते हैं और पूरे वातावरण में फैल जाते हैं। इसलिए हमें गंध दूर से भी महसूस होती है।
Q4: निम्नलिखित पदार्थं को उनके कणों के बीच बढ़ते हुए आकर्षण के अनुसार व्यवस्थित करें।
- जल
- चीनी
- ऑक्सीजन
उत्तर : कणों के बीच आकर्षण के बढ़ते क्रम में –
ऑक्सीजन < जल < चीनी
Q5: निम्नलिखित तापमानों पर जल की भौतिक अवस्था क्या है
- 25°C
- 0°C
- 100°C
उत्तर :25°C: जल द्रव (Liquid) अवस्था में है।
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0°C: जल ठोस (Ice) बनने की सीमा पर है।
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100°C: जल गैस (भाप) बनने लगता है
Q6: पुष्टि हेतु कारण दें।
1. जल कमरे के ताप पर द्राव है।
उत्तर : कमरे के तापमान (लगभग 25°C) पर जल का अपना निश्चित आकार नहीं होता लेकिन आयतन स्थिर रहता है। कण धीरे-धीरे सरकते हैं, इसलिए जल द्रव (Liquid) अवस्था में रहता है।
2. लोहे की अलमारी कमरे के ताप पर ठोस है।
उत्तर : लोहे के कण कमरे के ताप पर सघन और मजबूती से जुड़े रहते हैं। इनके बीच आकर्षण बल बहुत अधिक होता है, इसलिए लोहे की अलमारी का आकार और आयतन निश्चित रहता है। इसलिए यह ठोस (Solid) अवस्था में है।
Q7 : 273K पर बर्फ को ठंडा करने पर तथा जल को इसी तापमान पर ठंडा करने पर शीतलता का प्रभाव अधिक क्यों होता है?
उत्तर: 273 K पर बर्फ पिघलने के दौरान गुप्त ऊष्मा (Latent Heat of Fusion) अवशोषित करती है।
बर्फ पिघलते समय अपने चारों ओर से ऊष्मा खींचती है, जिससे वातावरण में अधिक ठंडक (Cooling effect) महसूस होती है।
वहीं, जल का तापमान कम करना सीधे ऊष्मा निकालने से होता है, इसलिए इसका ठंडक प्रभाव बर्फ की तुलना में कम होता है।
Q8: उबलते हुए जल अवस्था भाप में से जलने की तीव्रता किस में अधिक महसूस होती है?
उत्तर: उबलते हुए जल से निकलने वाली भाप (Steam) में कण बहुत तेज़ी और अधिक ऊर्जा के साथ गतिशील रहते हैं। इस कारण भाप का जलने का प्रभाव (Heat Effect) सीधे उबलते जल की तुलना में अधिक महसूस होता है। यानी, भाप से त्वचा को जलने पर तेज़ चोट या जलन का अनुभव होता है।
Q9: निम्नलिखित चित्र के लिए A,B,C,DE तथा F की अवस्था परिवर्तन को नामाकित करें।
उत्तर :
| अवस्था परिवर्तन (State Change) | ||
|---|---|---|---|
| A | ठोस → द्रव : पिघलना (Melting) | ||
| B | द्रव → गैस : उबालना / वाष्पीकरण (Boiling / Evaporation) | ||
| C | गैस → द्रव : संघनन (Condensation) | ||
| D | द्रव → ठोस : जमना / ठोस होना (Freezing / Solidification) | ||
| E | ठोस → गैस : उर्ध्वपातन (Sublimation) | ||
| F | गैस → ठोस : अवर्ध्वपातन (Deposition / Inverse Sublimation) |