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ऊष्मा से संबंधित प्रश्न उत्तर || ऊष्मा MCQs || Question and Answer on Heat in Hindi
1. जब किसी बोतल में पानी भरा जाता है और उसे जमा दिया जाता है तो बोतल टूट जाती है, क्योंकि
(A) पानी जमने पर फैलता है।
(B) बोतल हिमांक पर सिकुड़ती है।
(C) बोतल के बाहर का तापक्रम अन्दर से ज्यादा होता है।
(D) पानी गर्म करने पर फैलता है।
उत्तर (A)
बोतल में भरा पानी (द्रव) जब बर्फ (ठोस) में परिवर्तित होता है, तो उसका आयतन (Volume) पहले की अपेक्षा बढ़ जाता है। बढ़े हुए आयतन के कारण बोतल की दीवारों पर आन्तरिक दबाव बढ़ जाता है। जब यह आन्तरिक दबाब एक सीमा से अधिक हो जाता है तो बोतल टूट जाती है।
2. 100°C तापमान वाली वाष्प द्वारा उत्पन्न जलन उसी तापमान वाले पानी द्वारा उत्पन्न जलन से अधिक गंभीर होती है, क्योंकि
(A) वाष्प एक गैस होती है।
(B) वाष्प द्वारा अधिक ऊष्मा दी जाती है।
(C) वाष्प की गुप्त ऊष्मा जल से अधिक होती है।
(D) वाष्प की गुप्त ऊष्मा जल से कम होती है।
उत्तर (C)
जब कोई पदार्थ एक भौतिक अवस्था से दूसरी भौतिक अवस्था में परिवर्तित होता है, तो एक निश्चित ताप पर वह कुछ उष्मा अवशोषित करता है अथवा कुछ ऊष्मा मुक्त करता है। किसी पदार्थ की प्रति इकाई मात्रा द्वारा अवस्था परिवर्तन (Change of State) के दौरान अवशोषित या मुक्त की गई उष्मा की मात्रा उस पदार्थ की गुप्त उष्मा (Latent Heat) कहलाती है। पदार्थ की मुख्यतः तीन भौतिक अवस्थाएँ (ठोस, द्रव तथा गैस) होती हैं। इसलिए गुप्त उष्मा मुख्यतः दो प्रकार की होती है- द्रवण की गुप्त उष्मा (Latent Heat of Fusion) तथा वाष्पन की गुप्त उष्मा (Latent Heat of Vaporization)। जल को गर्म करने पर जब वह वाष्प (गैस) में परिवर्तित होता है तो उसके द्वारा उष्मा का अवशोषण किया जाता है। गर्म वाष्प जब त्वचा के सम्पर्क में आती है तो पुनः द्रव रूप में परिवर्तित होती है और वाष्पन के दौरान ग्रहण की गई उष्मा मुक्त करती है। जबकि, उसी ताप के जल से त्वचा का सम्पर्क होने पर जल की अवस्था में परिवर्तन नहीं होता है इसलिए वाष्प की अपेक्षा जल से कम जलन का अनुभव होता है।
3. पसीना मानव शरीर के लिए मुख्य रूप से सहायक है
(A) शरीर का ताप नियंत्रित रखने में।
(B) शरीर में जल की मात्रा संतुलित रखने में।
(C) शरीर में विष पदार्थ निकालने में।
(D) त्वचा के छिद्र से गन्दगी दूर रखने में।
उत्तर (A)
शरीर से निकलने वाला पसीना दो प्रकार से शरीर का ताप नियत्रित (Thermoregulation) करता है- जब यह जल बिंदुओं के रूप में शरीर पर होता है तो गीलेपन के कारण त्वचा को ठण्डक का अनुभव होता है तथा जब यह शरीर से वाष्पित (Evaporate) होता है तो शरीर से कुछ उष्मा का अवशोषण (Absorption of Heat) करता है जिससे शरीर का तापमान कम रहता है।
4. किस अवस्था में गीले कपड़े सबसे जल्दी सूख जाएँगे?
(A) 100% आर्द्रता, 60°C तापक्रम
(B) 100% आर्द्रता, 20°C तापक्रम
(C) 20% आर्द्रता, 20°C तापक्रम
(D) 20% आर्द्रता, 60° C तापक्रम
उत्तर (D)
कपड़े जल्दी सूखाने के लिए अधिक तापमान (High Temperature) तथा वायु में कम आर्द्रता (Less Humidity) होनी चाहिए। तापमान जितना अधिक तथा आर्द्रता जितनी कम होगी गीले कपड़े उतनी जल्दी सूखेंगे।
5. सर्दियों में प्रातःकाल लोहे एवं लकड़ी के टुकड़ों को छूने पर लोहे का टुकड़ा अधिक ठण्डा प्रतीत होता है, क्योंकि
(A) लोहे के टुकड़े का ताप लकड़ी के गुटके से कम होता है।
(B) लकड़ी की तुलना में लोहा ऊष्मा का अच्छा चालक है।
(C) लकड़ी की तुलना में लोहा ऊष्मा का खराब चालक है।
(D) लोहे का टुकड़ा लकड़ी से भारी होता है।
उत्तर (B)
लोहा ऊष्मा का सुचालक (Good Conductors) है, जबकि लकड़ी ऊष्मा की कुचालक (Bad Conductor) है। इसलिए, सर्दियों में प्रात:काल जब मौसम अधिक ठण्डा होता है तो लोहा अधिक ताप का क्षय करके अधिक ठण्डा हो जाता है। जबकि, लकड़ी बहुत कम ताप का क्षय करती है इसलिए लोहे की अपेक्षा कम ठण्डी प्रतीत होती है।
6. जब नरम बिस्किट को थोड़ी देर के लिए फ्रिज के अन्दर रखा जाता है तो वे कुरकुरे हो जाते हैं, क्योंकि
(A) ठंड से अतिरिक्त नमी बाहर आ जाती है।
(B) फ्रिज के अन्दर आर्द्रता कम होती है इसलिए अतिरिक्त नमी अवशोषित हो जाती है।
(C) फ्रिज के अन्दर आर्द्रता अधिक होती है इसलिए अतिरिक्त नमी अवशोषित हो जाती है।
(D) फ्रिज के अन्दर दाब अधिक होता है जिससे अतिरिक्त नमी बाहर आने में मदद मिलती है।
उत्तर (B)
आधुनिक फ्रास्ट-फ्री (Frost-Free) फ्रिजों में आर्द्रता-नाशक (Dehumidification) प्रक्रिया के माध्यम से फ्रिज की अतिरिक्त आर्द्रता (Humidity) का अवशोषण (Absorption) कर लिया जाता है। बाद में यह आर्द्रता बर्फ में तथा बर्फ से जल में परिवर्तित होकर फ्रिज से बाहर निकल जाती है। इसीलिए जब सीलन युक्त या नरम बिस्किटों (Soggy Biscuits) को फ्रिज में रखा जाता है तो उनकी नमी फ्रिज द्वारा अवशोषित कर ली जाती है और वे कुरकुरे (Crispy) हो जाते हैं।
7. स्वचालित इंजनों में कौन-सा पदार्थ हिमरोधी के रूप में प्रयुक्त होता है?
(A) एथेनॉल
(B) एथिलीन ग्लाइकॉल
(C) मेथेनॉल
(D) प्रोपिल एल्कोहॉल
उत्तर (B)
स्वचालित इंजनों में एथिलीन ग्लाइकॉल का प्रयोग हिमरोधी (Anti-Frost Agent) के रूप में किया जाता है। जब जल के साथ एथिलीन ग्लाइकॉल को मिलाया जाता है तो मिश्रण का हिमांक (Freezing Point) 0°C से घट जाता है, जिससे तापमान बहुत कम हो जाने पर भी इंजनों में पानी नहीं जमता है। हिमरोधी के रूप में एथिलीन ग्लाइकॉल का प्रयोग प्राय: ठण्डे देशों में किया जाता है ताकि बहुत कम तापमान में भी गाड़ियों का प्रचालन सुचारु रूप से किया जा सके।
8. एक स्वस्थ मनुष्य के शरीर का तापमान कितना होता है?
(A) 37 डिग्री सेल्सियस
(B) 37 डिग्री फॉरेनहाइट
(C) 98.4 डिग्री सेल्सियस
(D) 98.4 डिग्री केल्विन
उत्तर (A)
एक स्वस्थ मनुष्य के शरीर का तापमान 36.9°C या 98.6°F (फॉरेनहाइट) या 309.9 K (केल्विन) होता है। एक सामान्य स्वस्थ शरीर का तापमान 97°F से (36.1°C) से 99°F (37.2°C) के बीच रहता है। यदि शरीर का तापमान 100.4°F (38°C) से अधिक होता है तो यह बुखार (Fever) की स्थिति मानी जाती है।
9. वायुमण्डल हमारे ऊपर बहुत अधिक दबाव डालता है, परन्तु हम इसका अनुभव नहीं करते हैं, क्योंकि
(A) हमारा रक्त वायुमण्डल के दबाव से कुछ अधिक दबाव डालता है।
(B) हम इसके अभ्यस्त हैं।
(C) हमारी हड्डियाँ काफी मजबूत हैं और इस दबाव को सहन कर सकती हैं।
(D) हमारे सिर का सतही क्षेत्रफल बहुत छोटा है।
उत्तर (A)
वायुमण्डल हमारे शरीर पर प्रत्येक दिशा से दबाव डालता है परन्तु हमें इस दबाव का अनुभव नहीं होता है क्योंकि, हमारे शरीर में इससे कहीं अधिक मात्रा में रक्त का दबाव होता है। शरीर का आंतरिक दबाव अर्थात् रक्त चाप (Blood Pressure) शरीर पर पड़ने वाले बाह्य दबाव अर्थात् वायुमण्डलीय दाब (Atmospheric Pressure) को संतुलित कर देता है।
10. जब पानी में नमक मिलाया जाता है तो निम्न में से कौन सा परिवर्तन होता है?
(A) क्वथनांक बढ़ता है और हिमांक घटता है।
(B) क्वथनांक बढ़ता है और हिमांक बढ़ता है।
(C) क्वथनांक व हिमांक दोनों घटते हैं।
(D) क्वथनांक व हिमांक दोनों बढ़ते हैं।
उत्तर (A)
जब जल में नमक (सोडियम क्लोराइड) मिलाया जाता है तो यह धनावेशित सोडियम आयनों तथा ऋणावेशित क्लोरीन आयनों में टूट जाता है। प्रत्येक जल अणु एक द्विध्रुव (Dipole) होता है जिसमें एक ओर ऑक्सीजन (-ve) तथा दूसरी और हाइड्रोजन (+ve) परमाणु होते हैं। सोडियम आयन ऑक्सीजन के साथ तथा क्लोरीन आयन हाइड्रोजन के साथ जुड़कर सामान्य हाइड्रोजन बंध से अधिक शक्तिशाली आयन द्विध्रुव बंध का निर्माण करता है। इसलिए, इन जल के अणुओं को वाष्प में बदलने के लिए अधिक उष्मा की आवश्कयता होती है अर्थात् जल का क्वथनांक (Boiling Point) बढ़ जाता है। इसके विपरीत नमक जल के बर्फ में बदलने की प्रक्रिया को धीमा कर देता है जिससे जल का हिमांक (Freezing Point) o°C (32°F) से नीचे चला जाता है।
11. गर्मियों में सफेद कपड़े पहनना अधिक आराम दायक है, क्योंकि
(A) वे अपने ऊपर पड़ने वाली सारी ऊष्मा को परावर्तित कर देते हैं।
(B) वे शरीर से स्थानान्तरित होने वाली सारी ऊष्मा को विकिरित कर देते हैं
(C) वे पसीना सोख लेते हैं
(D) वे आँखों को शीतलता प्रदान करते हैं
उत्तर (A)
हल्के रंगों में, प्राप्त होने वाली उष्मा को परावर्तित करने की अधिक क्षमता होती है जबकि गहरे रंगों में, प्राप्त होने वाली उष्मा को अवशोषित करने की अधिक क्षमता होती है। इसीलिए गर्मियों में सफेद (अथवा अन्य हल्के) रंग के कपड़े पहनना आरामदायक होता है क्योंकि ये सूर्य से प्राप्त होने वाली उष्मा का अधिकांश भाग पराविर्तत कर देते हैं, जिससे शरीर को कम गर्मी का अनुभव होता है। इसके विपरीत, सर्दियों में काले रंग (अथवा अन्य गहरे रंग) के कपड़े पहनना आरामदायक होता है क्योंकि ये प्राप्त उष्मा का अधिकांश भाग अवशोषित कर लेते हैं और शरीर को गर्मी का अनुभव होता है।
12. मेघरहित रातों की तुलना में मेघाछन्न रातें अपेक्षाकृत गरम होती हैं, क्योंकि बादल
(A) ठंडी लहरों को आसमान में पृथ्वी तक उतरने से रोकते हैं
(B) पृथ्वी से छोड़ी गई ऊष्मा को परावर्तित करते हैं
(C) ऊष्मा बनाते हैं और इसे पृथ्वी की ओर विकरित करते हैं
(DJ वायुमंडल से ऊष्मा का अवशोषण करते हैं और इसे पृथ्वी की ओर भेजते हैं।
उत्तर (B)
पृथ्वी दिन में सूर्य से उष्मा ग्रहण करती है और रात में वही उष्मा वातावरण में अवरक्त किरणों (Infrared Rays) के रूप में वापस विकिरित (Radiate) करती है। जब आकाश में बादल नहीं होते हैं तो यह ऊष्मा वातावरण से बाहर निकल जाती है और पृथ्वी का तापमान सामान्य बना रहता है। परन्तु जब आकाश में बादल होते हैं तो वे पृथ्वी द्वारा विकिरित ऊष्मा को अवशोषित कर लेते हैं और उसे वापस पृथ्वी पर परावर्तित (Reflect) कर देते हैं जिससे रातें अधिक गर्म प्रतीत होती हैं।
13. परम शून्य ताप क्या है?
(A) किसी भी तापमान पैमाने का आरम्भिक बिन्दु
(B) सैद्धांतिक रूप में न्यूनतम सम्भव तापमान
(C) वह तापमान जिस पर सभी द्रव पदार्थ वाष्प हो जाते हैं।
(D) वह तापमान जिस पर सभी पदार्थ वाष्पीय प्रावस्था में होते हैं।
उत्तर (B)
परम शून्य ताप (Absolute Zero Temperature) सैद्धांतिक रूप से न्यूनतम सम्भव ताप है। यह 0° केल्विन अथवा -273.15°C अथवा -57.67°F के बराबर होता है।
14. कौन-सा कथन सही नहीं है?
(A) एयरकन्डीशनर और एयर-कूलर दोनों तापक्रम नियंत्रित करते हैं।
(B) एयरकन्डीशनर और एयर-कूलर दोनों आर्द्रता नियंत्रित करते हैं।
(C) एयरकन्डीशनर आर्द्रता नियंत्रित करता है परन्तु एयर-कूलर आर्द्रता नियंत्रित नहीं करता है।
(D) दोनों वायु की गति नियंत्रित करते हैं।
उत्तर (B)
एयरकन्डीशनर और एयर-कूलर दोनों तापक्रम और वायु की गति को नियंत्रित करते हैं। परंतु, जहाँ एयरकन्डीशनर आर्द्रता (Humidity) को भी नियंत्रित करता है वहीं एयर-कूलर आर्द्रता को नियंत्रित नहीं करता है।
15. प्रेशर कुकर में खाना जल्दी पकता है क्योंकिः
(A) अधिक दाब पर पानी कम तापक्रम पर उबलने लगता है।
(B) अधिक दाब पर पानी अधिक तापक्रम पर उबलने लगता है।
(C) पानी अधिक ताप पर उबलता है लेकिन अधिक दाब पर ऊष्मा की मात्रा अधिक होती है।
(D) कुकर के अन्दर संवहन धाराएं उत्पन्न हो जाती हैं।
उत्तर (C)
प्रेशर कुकर का ढक्कन अपनी विशेष बनावट के कारण कुकर को पूर्णतः बंद कर देता है, जिससे कुकर को गर्म करने पर उसमें उत्पन्न वाष्प कुकर से बाहर नहीं निकल पाती है। यह वाष्प कुकर के जल पर सामान्य वायुदाब से अधिक दबाव डालती है जिससे जल का क्वथनांक (Boiling Point) 100°C से बढ़कर लगभग 120°C हो जाता है। इस प्रकार, अधिक दबाव के कारण ऊष्मा (तापमान) की मात्रा बढ़ जाती है और इसी बढ़ी हुई ऊष्मा के कारण खाना जल्दी पक जाता है।
