परीक्षण: हमारे चारों ओर की सामग्री - 1 - UPSC MCQ

• विकल्प A: पानी का उबलने का तापमान - 273 K
  यह गलत है क्योंकि पानी का उबलने का तापमान 373 K है, न कि 273 K। 273 K बर्फ का पिघलने का तापमान है।
• विकल्प B: बर्फ का पिघलने का तापमान - 373 K
  यह गलत है क्योंकि बर्फ का पिघलने का तापमान 273 K है, न कि 373 K। 373 K पानी का उबलने का तापमान है।
• विकल्प C: विलयन की निस्क्रिय ऊष्मा - 1 किलोग्राम ठोस को तरल में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा
  यह सही है। विलयन की निस्क्रिय ऊष्मा को उस मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है जो 1 किलोग्राम ठोस को उसके पिघलने के तापमान पर वायुमंडलीय दबाव में तरल में बदलने के लिए आवश्यक होती है।
• विकल्प D: वाष्पीकरण की निस्क्रिय ऊष्मा - वह तापमान जिस पर तरल उबलना शुरू करता है
  यह गलत है। वाष्पीकरण की निस्क्रिय ऊष्मा वह मात्रा होती है जो 1 किलोग्राम तरल को उसके उबलने के तापमान पर वायुमंडलीय दबाव में गैस में बदलने के लिए आवश्यक होती है। वह तापमान जिस पर तरल उबलना शुरू करता है, उसे उसके उबलने के तापमान के रूप में जाना जाता है।

इसलिए, सही मेल खाने वाला जोड़ा विकल्प C है: विलयन की निस्क्रिय ऊष्मा - 1 किलोग्राम ठोस को तरल में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा।

गैसों का तरलीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें गैस को तरल में बदला जाता है। इसे निम्नलिखित तरीकों से हासिल किया जा सकता है:

• दबाव बढ़ाकर: दबाव लगाने से गैस के अणु एक-दूसरे के करीब आ जाते हैं, जिससे तरल अवस्था में परिवर्तन को सुविधाजनक बनाता है।
• तापमान घटाकर: तापमान को कम करने से गैस के अणुओं की ऊर्जा घटती है, जिससे तरल में संघनन को बढ़ावा मिलता है।

संक्षेप में, दबाव बढ़ाना और तापमान घटाना दोनों ही गैसों के तरलीकरण के लिए आवश्यक हैं।

तरल में सूक्ष्म कणों की यादृच्छिक गति को ब्राउनियन गति के रूप में जाना जाता है। इस घटना का पहला अवलोकन रॉबर्ट ब्राउन द्वारा किया गया था और यह कणों और चारों ओर के अणुओं के बीच निरंतर टकराव के कारण होती है।

• ब्राउनियन गति यह वर्णन करती है कि कण किस प्रकार यादृच्छिक रूप से चलते हैं।
• यह गति चारों ओर के अणुओं से निरंतर प्रभाव के कारण होती है।
• जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, इन कणों की गति भी बढ़ जाती है।
• यह संकेत करता है कि उच्च तापमान अधिक गतिक ऊर्जा का कारण बनता है।

सामग्री के कण आपस में स्वाभाविक रूप से एक दूसरे के साथ intermingle करते हैं, जब वे कणों के बीच के स्थान में प्रवेश करते हैं।

सामग्री के कण स्वाभाविक रूप से विकिरण की प्रक्रिया के माध्यम से मिलते हैं। यह तब होता है जब:

• कण उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्रों की ओर बढ़ते हैं।
• कणों के बीच के स्थान उन्हें स्वतंत्र रूप से मिलाने की अनुमति देते हैं।
• यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कण समान रूप से वितरित नहीं हो जाते।

विसरण तेजी से होता है कुछ विशेष परिस्थितियों में, विशेषकर उच्च तापमान पर। यहाँ कुछ मुख्य बिंदु दिए गए हैं:

• उच्च तापमान कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ाता है।
• अधिक ऊर्जा के साथ, कण तेजी से चलते हैं और अधिक आसानी से मिलते हैं।
• जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, कणों के बीच आकर्षक बल पराजित होते हैं।
• इसका परिणाम यह होता है कि विसरण की प्रक्रिया तेजी से होती है।

वाष्पीकरण की दर को प्रभावित करने वाले कारक:

• सतह क्षेत्र: अधिक सतह क्षेत्र से वाष्पीकरण बढ़ता है।
• तापमान: उच्च तापमान तेजी से वाष्पीकरण को सक्षम बनाता है।
• हवा की गति: बढ़ती हवा की गति जल वाष्प को हटाकर वाष्पीकरण को बढ़ाती है।
• आर्द्रता: यदि हवा में पानी की मात्रा पहले से ही अधिक है, तो वाष्पीकरण की दर घट जाती है।

इसलिए, वह कारक जो वाष्पीकरण की दर को प्रभावित नहीं करता वह है अघुलनशील भारी अशुद्धियाँ।

विकल्प ए: पंच तत्त्व - पाँच मूल तत्व: यह सही मेल है। पंच तत्त्व में वायु, पृथ्वी, आग, आकाश और जल शामिल हैं, जो सभी पदार्थ के मूल तत्व माने जाते हैं।

विकल्प बी: द्रव्यमान की एसआई इकाई - लीटर: यह गलत है। द्रव्यमान की एसआई इकाई किलोग्राम (किग्रा) है, जबकि लीटर एक आयतन की इकाई है।

विकल्प सी: पदार्थ के कण - निरंतर: यह गलत है। पदार्थ अलग-अलग कणों से बना होता है, न कि निरंतर पदार्थ से।

विकल्प डी: आयतन की एसआई इकाई - मीटर: यह गलत है। आयतन की एसआई इकाई घन मीटर (m³) है, मीटर नहीं।

व्याख्या:

• अवधारणा कि वाष्पीकरण खुली बर्तन में शीतलन का कारण बनता है, यह सही है। जब तरल वाष्पित होता है, तो तरल के कण वातावरण से ऊर्जा अवशोषित करते हैं ताकि प्रक्रिया के दौरान खोई गई ऊर्जा की भरपाई की जा सके। इस ऊर्जा के अवशोषण के परिणामस्वरूप एक शीतलन प्रभाव होता है, जिससे वातावरण ठंडा महसूस होता है।
• कारण इस घटना को सटीकता से समझाता है। वाष्पीकरण के दौरान ऊर्जा का अवशोषण एक प्रमुख कारक है जो शीतलन प्रभाव का कारण बनता है। इसलिए, कारण अवधारणा का सही स्पष्टीकरण है।

निष्कर्ष:

• दोनों अवधारणा और कारण सत्य हैं, और कारण सही ढंग से बताता है कि अवधारणा क्यों मान्य है। इसलिए, विकल्प A सही उत्तर विकल्प है।

गैसें अत्यधिक संकुचनशील होती हैं क्योंकि उनके कणों की यादृच्छिक गति होती है। यह अद्वितीय गुण गैसों को छोटे वॉल्यूम में आसानी से संकुचित करने की अनुमति देता है। मुख्य बिंदुओं में शामिल हैं:

• गैस के कण उच्च गति से चलते हैं।
• वे निरंतर यादृच्छिक गति में होते हैं।
• यह गति गैसों को उपलब्ध स्थान को भरने और सभी दिशाओं में समान रूप से दबाव डालने में सक्षम बनाती है।

इसके विपरीत, ठोस और तरल के कण अधिक तंग पैक होते हैं, जिससे वे कम संकुचनशील होते हैं।

अभिव्यक्ति (A) सत्य है: बर्फ-ठंडे पानी से भरे गिलास की बाहरी सतह पर जल की बूंदें बनती हैं क्योंकि गिलास का ठंडा तापमान हवा में मौजूद नमी को संघनित करता है।

कारण (R) गलत है: गिलास से पानी वाष्पीकृत नहीं होता और बाहर संघनित नहीं होता। इसके बजाय, आस-पास की हवा में मौजूद नमी गिलास की ठंडी सतह पर संघनित होती है।

इसलिए, सही विकल्प C है: अभिव्यक्ति सत्य है, लेकिन कारण गलत है।