States of Matter MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for States of Matter - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा :

गैसों और द्रवों के ऊष्मागतिक गुण

• क्रांतिक बिंदु पदार्थों के प्रावस्था आरेख में वह अवस्था है जिसके आगे गैसीय और द्रवीय प्रावस्था अविभेद्य होती हैं।
• ऊष्मागतिकी में, संपीडन कारक (z) का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि वास्तविक गैस आदर्श गैस व्यवहार से कितना विचलित होती है। क्रांतिक बिंदु से नीचे, गैसों को दाब डालकर द्रवीकृत किया जा सकता है।
• समीकरण P(V - b) = RT गैसों के व्यवहार का वर्णन करता है, जहाँ P दाब है, V आयतन है, b गैस अणुओं द्वारा घेरा गया आयतन है, R गैस स्थिरांक है, और T तापमान है।

स्पष्टीकरण :

• कथन (A) : ठोस और द्रव के लिए नियत दाब पर ताप क्षमता (C_P) स्थिर आयतन पर ताप क्षमता (C_V) के लगभग बराबर होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ठोस और द्रव अवस्थाओं के लिए आयतन में परिवर्तन नगण्य होते हैं और ताप क्षमता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं।
• कथन (B) : समीकरण P(V - b) = RT का पालन करने वाली गैस को वास्तविक गैसों के लिए वान डर वाल्स समीकरण द्वारा वर्णित किया जाता है। क्रांतिक तापमान से नीचे, गैसों को वास्तव में दाब बढ़ाकर द्रवीकृत किया जा सकता है, जो कथन के दावे के विपरीत है। इस प्रकार, यह कथन गलत है।
• कथन (C) : एक आदर्श गैस अणु की कुल ऊर्जा उसकी गतिज ऊर्जा से बनी होती है, क्योंकि आदर्श गैस सिद्धांत यह मानता है कि अणुओं के बीच स्थितिज ऊर्जा और अन्योन्य क्रिया की उपेक्षा की जाती है।
• कथन (D) : क्रांतिक तापमान से नीचे, संपीडन कारक z 1 से कम होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि गैसें द्रव अवस्था के पास पहुँचने पर अनादर्श व्यवहार करती हैं, और अंतर-आण्विक बल अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं। इस प्रकार, क्रांतिक बिंदु से नीचे z < 1 होता है। इसलिए, यह कथन गलत है।

इसलिए, गलत कथन (B) और (D) हैं।

अवधारणा:

• पदार्थ वह है जिसमें द्रव्यमान और आयतन होता है।
• पदार्थ 3 प्रकार के होते हैं-
  • ठोस - वह पदार्थ जिसमें कण एक-दूसरे के निकट गति करते हैं।
  • द्रव - वह पदार्थ जिसमें कण ठोस की तुलना में कम और गैस की तुलना में अधिक सुसंकुलित होते हैं।
  • गैसें - पदार्थ की इस अवस्था में, अवयवी घटक कण सभी दिशाओं में यादृच्छिक गति के लिए स्वतंत्र होते हैं।

व्याख्या:

• ठोस में अंतराअणुक आकर्षण बल प्रबल होते हैं क्योंकि अवयवी कण सुसंकुलित होते हैं। इस प्रकार, ठोसों की आकृति और आकार आसानी से नहीं बदलती है।
• द्रव में, अणुओं के बीच आकर्षण के अंतराअणुक बल ठोस की तुलना में दुर्बल होते हैं क्योंकि घटक कण कम सुसंकुलित होते हैं। इस प्रकार, द्रवों की आकृति और आकार आसानी से बदली जाती है।
• द्रव के आकार को आसानी से बदला जा सकता है लेकिन किसी दिए गए द्रव के द्रव्यमान के आयतन को बदलना आसान नहीं होता है और द्रव के घनत्व को बदलने में काफी प्रयास करना पड़ता है।  

अत:, सही कथन 1, 2 और 4 हैं।Important Points

संप्रत्यय:

वर्षा जल की बूंद का गोलाकार आकार

• वर्षा की जल की बूंदों का गोलाकार आकार मुख्य रूप से पृष्ठ तनाव के कारण होता है।
• पृष्ठ तनाव एक भौतिक घटना है जहाँ एक द्रव की सतह सिकुड़ने और न्यूनतम संभव सतह क्षेत्र प्राप्त करने की प्रवृत्ति रखती है, जिससे एक गोलाकार आकार बनता है।

व्याख्या:

• पृष्ठ तनाव पानी और हवा के बीच के इंटरफेस पर कार्य करता है, सतह पर अणुओं को अंदर की ओर खींचता है और सतह क्षेत्र को कम करता है।
• यह आंतरिक बल बूंद को सबसे छोटे संभव सतह क्षेत्र के साथ एक आकार अपनाने का कारण बनता है, जो एक गोला है।
• गुरुत्वाकर्षण जैसे अन्य बल इस आकार को विकृत कर सकते हैं, लेकिन छोटी बूंदों के लिए, पृष्ठ तनाव हावी होता है और वे लगभग गोलाकार रहते हैं।

इसलिए, सही उत्तर पृष्ठ तनाव है।

अवधारणा:

परमाणुओं के बीच औसत दूरी

• किसी ठोस में परमाणुओं के बीच औसत दूरी का अनुमान परमाणु त्रिज्या और पदार्थ की पैकिंग संरचना का उपयोग करके लगाया जा सकता है।
• सामान्य तौर पर, विशिष्ट परमाणु संरचनाओं के लिए, यह दूरी एंगस्ट्रॉम (Å) के क्रम पर होती है, जहाँ 1 Å = 0.1 nm है।
• ठोस पदार्थों में अधिकांश परमाणु दूरी 0.1 nm से 0.3 nm की सीमा में आती है।

व्याख्या:

• इन मानों की तुलना विशिष्ट परमाणु दूरियों से करने पर:
  • 25 nm बहुत अधिक है; यह माइक्रोमीटर-स्केल दूरियों (जैसे, कोशिका आकार) की अधिक विशेषता है।
  • 2.5 nm भी बहुत अधिक है; यह आणविक या वृहत  आण्विक पैमानों से मेल खाता है।
  • 0.25 nm ठोसों में परमाणु दूरियों के लिए अपेक्षित सीमा के भीतर है, क्योंकि 0.1 nm से 0.3 nm विशिष्ट है।
  • 0.025 nm परमाणु पैमानों के लिए भी बहुत छोटा है।
• इसलिए, परमाणुओं के बीच औसत दूरी के लिए सबसे उपयुक्त मान 0.25 nm है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3: 0.25 nm है।

अवधारणा:

आदर्श गैस नियम और घनत्व

• आदर्श गैस नियम किसी गैस के दाब, आयतन, तापमान और मोलों की संख्या को जोड़ता है। यह समीकरण द्वारा दिया गया है:

  PV = nRT

• किसी गैस का घनत्व (ρ) आदर्श गैस नियम से संबंधित हो सकता है:

  ρ = (PM) / (RT)

  जहाँ P दाब है, M मोलर द्रव्यमान है, R गैस स्थिरांक है, और T केल्विन में तापमान है।

व्याख्या:

• यह दिया गया है कि NTP (सामान्य तापमान और दाब) पर O₂ का घनत्व 16 है, हमें वह तापमान ज्ञात करना होगा जिस पर इसका घनत्व 14 होगा, यह मानते हुए कि दाब स्थिर रहता है।
• NTP पर, T₁ = 273.15 K (0°C), और ρ₁ = 16।
• हमें T₂ ज्ञात करना है जब ρ₂ = 14।
• घनत्व संबंध ρ = (PM) / (RT) का उपयोग करके, हम लिख सकते हैं:

  ρ₁ / ρ₂ = T₂ / T₁

• मानों को प्रतिस्थापित करना:

  16 / 14 = T₂ / 273.15

• T₂ के लिए सरलीकरण:

  T₂ = (16 / 14) * 273.15

  T₂ ≈ 312.6 K

• T₂ को सेल्सियस में परिवर्तित करना:

  T₂ - 273.15 ≈ 39.45°C

इसलिए, वह तापमान जिस पर O₂ का घनत्व 14 होगा, स्थिर दाब मानते हुए, लगभग 39°C है।

अवधारणा :

• प्रेशर कुकर में खाना तेजी से पकाया जाता है क्योंकि उच्च दाब के कारण पानी का क्वथनांक ऊपर उठ जाता है।
• एक प्रेशर कुकर इस सिद्धांत पर काम करता है कि बढ़ते दाब के साथ पानी का क्वथनांक बढ़ जाता है।
• पानी के उच्च दाब वाले क्वथनांक के कारण 100o C से 120o C तक बढ़ जाता है।
• तो, भाप भी गर्म हो जाती है और कुकर के अंदर फंस जाती है जिससे भोजन जल्दी पकता है।
• जब खुले बर्तन में पकाया जाता है तो गर्म हवा बच जाती है।
• लेकिन प्रेशर कुकर के अन्दर की नमी अपने आप ही उच्च तापमान तक पहुँच जाती है, जो उस प्रेशर कुकर मेंं खाना पकाने को गति देती है।
• तो, खाना पकाने की गति लगभग चार गुना बढ़ जाती है।

अतः निष्कर्ष निकलता है कि मटर प्रेशर कुकर में जल्दी पक जाती हैं क्योंकि उच्च दाब के कारण पानी का क्वथनांक ऊपर उठ जाता है।

सही उत्तर कोलाइडयन है।

Key Points

• तरल पदार्थ की विशेषताएं:
  • तरल पदार्थों का एक निश्चित आकार नहीं होता है।
  • तरल पदार्थ की निश्चित मात्रा होती है।
  • वे अपना आकार बदल सकते हैं।
  • उनकी अंतर्संबंधी आकर्षण शक्ति ठोस पदार्थों से कम है।
  • इसके कणों की गतिज ऊर्जा ठोस पदार्थों से अधिक होती है।
• गैसीय की विशेषताएं:
  • वे कोई भी आकार ले सकते हैं।
  • गैसों का न तो कोई निश्चित आकार होता है और न ही निश्चित मात्रा होती है।
  • उनकी अंतर्संबंधी आकर्षण शक्ति कम से कम है।
  • इसके कणों की गतिज ऊर्जा अधिकतम होती है।
• ठोस की विशेषताएं:
  • ठोस का निश्चित आयतन होता हैं।
  • ठोस का एक निश्चित आकार और अलग सीमाएँ होती हैं।
  • नगण्य संकुचितता।
  • उनकी अंतर्संबंधी आकर्षण शक्ति अधिकतम है।
  • इसके कणों की गतिज ऊर्जा न्यूनतम होती है।

सही उत्तर अमोनिया है।

Key Points

• अमोनिया के लिए वाष्प का घनत्व 8.5 है जबकि क्लोरीन के लिए 35.5, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में 18.25 और ऑक्सीजन के लिए 16 है। इसलिए विकल्प c सही है।

Important Points

• कार्बन डाइऑक्साइड का आणविक भार 44 है। कार्बन डाइऑक्साइड का आणविक भार नाइट्रोजन के आणविक भार से अधिक है। इसलिए विकल्प A गलत है।
• क्लोरीन अणु का आणविक भार 71 है। क्लोरीन का आणविक भार नाइट्रोजन के आणविक भार से अधिक है। इसलिए विकल्प D गलत है।
• ऑक्सीजन अणु का आणविक भार 32 है। ऑक्सीजन का आणविक भार नाइट्रोजन के आणविक भार से अधिक है। इसलिए विकल्प B गलत है।Additional Information
• हाइड्रोजन अणु का आणविक भार 2 है। हाइड्रोजन का आणविक भार नाइट्रोजन के आणविक भार से कम है।
•  हाइड्रोजन गैस हवा की तुलना में एक हल्की गैस है। हमें यह जानने के लिए यौगिकों के आणविक भार की गणना करनी चाहिए कि वे वायु से हल्के हैं या वायु की तुलना में भारी हैं। कुछ तत्वों का आणविक भार निम्नानुसार है। हाइड्रोजन का परमाणु भार 1 है।

सही उत्तर है यह कमरे के तापमान पर निर्भर करता है।

Key Points

• तरल का क्वथनांक निम्न पर निर्भर करता है:
  • तापमान, कमरे का तापमान नहीं।
  • वायुमंडलीय दबाव,
  • यह तरल की प्रकृति और शुद्धता पर निर्भर करता है।
  • तरल का वाष्प दाब।
• सामान्य क्वथनांक वह तापमान होता है जिस पर वाष्प का दबाव मानक समुद्र-स्तरीय वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है, समुद्र तल पर, 100° C (212° F) पर पानी उबलता है।

अवधारणा:

पृष्ठ तनाव:

• पृष्ठ तनाव द्रव की पृष्ठ झिल्ली का तनाव है जो द्रव के विस्तार द्वारा पृष्ठ परत में कणों के आकर्षण के कारण होता है जो पृष्ठ क्षेत्रफल को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।
• इसे पृष्ठ बल F से लंबाई L के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसके साथ बल कार्य करता है।

​\(\Rightarrow T=\frac{F}{l}\)

जहां T = पृष्ठ तनाव

• जब अशुद्धियों को पानी में मिलाया जाता है तो अंतरा-अणुक दूरी बढ़ जाती है जिसके कारण वैन डेर वॉल बल कम हो जाता है, इसलिए पानी में अशुद्धियों को जोड़ने पर पृष्ठ का तनाव कम हो जाता है।

व्याख्या:

• पृष्ठ तनाव निम्न रूप में दिया जाता है,

\(\Rightarrow T=\frac{F}{l}\)     -----(1)

• समीकरण 1 से यह स्पष्ट है कि पृष्ठ का तनाव क्षेत्रफल पर निर्भर नहीं करता है।
• तापमान में वृद्धि के साथ पृष्ठ तनाव कम हो जाता है।
• अणुओं की गतिज ऊर्जा (या गति) की वजह से तापमान में वृद्धि के साथ पृष्ठ तनाव की कमी बढ़ जाती है। इस प्रकार, अंतरा-अणुक बलों की सामर्थ्य कम हो जाती है जिससे पृष्ठ तनाव कम हो जाता है।
• इसलिए, विकल्प 4 सही है।

वाष्पीकरण की दर तापमान पर निर्भर करती है, हवा की उपस्थिति, आसपास की नमी, और तरल का सतह क्षेत्र वायुमंडल के संपर्क में है। यह तरल के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करता है।

• सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, वाष्पीकरण की दर उतनी ही अधिक होगी
• उच्च आर्द्रता, धीमी वाष्पीकरण की दर होगी।
• हवा की उपस्थिति जितनी अधिक होगी, उतनी ही तेजी से वाष्पीकरण की दर होगी।
• तापमान जितना अधिक होगा, उतनी ही तेजी से वाष्पीकरण की दर होगी।

सही उत्तर निम्न संपीड्यता है। 

Key Points

• गैसें सभी दिशाओं में समान रूप से दाब आरोपित करती हैं।
• गैस के कणों के बीच एक बहुत ही कमजोर आकर्षी बल होता है और वे यादृच्छिक रूप से अंततः सभी दिशाओं में दबाव डालते हैं।
• द्रव्य और प्लाज्मा अवस्थाओं के बीच द्रव्य की गैसीय अवस्था होती है।
• जिन गैसों में स्थायी रूप से आवेशित आयन होते हैं उन्हें प्लाज्मा कहा जाता है।

Additional Information

• एक गैस में, कण निरंतर सरल रेखीय गति में होते हैं।
• अणु की गतिज ऊर्जा उनके बीच के आकर्षी बल से अधिक होती है, इस प्रकार वे बहुत दूर होते हैं और एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से गति करते हैं, इसलिए आयतन निश्चित नहीं होता है।
• पदार्थ की अन्य अवस्थाओं की तुलना में, गैसों का घनत्व और श्यानता कम होती है।

अवधारणा:

वेंडर-वाल समीकरण

• समीकरण मूल रूप से आदर्श गैस नियम का एक संशोधित संस्करण है जिसके अनुसार गैसों में बिंदु द्रव्यमान होते हैं जो पूर्णतया प्रत्यास्थ संघट्ट से गुजरते हैं।
  • हालाँकि, यह नियम वास्तविक गैसों के व्यवहार की व्याख्या करने में विफल है। इसलिए, वेंडर-वाल समीकरण का निर्माण किया गया था और यह हमें वास्तविक गैस की भौतिक स्थिति को परिभाषित करने में मदद करता है।
  • वेंडर-वाल समीकरण एक समीकरण है जो दबाव, आयतन, तापमान और वास्तविक गैसों की मात्रा के बीच संबंध से जुडा हुआ है। एक वास्तविक गैस जिसमें ’n’ मोल होते हैं, समीकरण को निम्न प्रकार से लिखा गया है-

​\(\Rightarrow \left ( P+\frac{an^{2}}{V^{2}} \right )\left ( V-nb \right )=nRT\)     -----(1)

जहाँ P, V, T, n गैस के दबाव, आयतन, तापमान और मोल हैं और  ‘a’ और ‘b’ प्रत्येक गैस के लिए स्थिरांक है

उपरोक्त समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं

\(P = \dfrac{nRT}{V-nb} - \dfrac{n^2 a}{V^2}\)

सही उत्तर यादृच्छिक है।

व्याख्या:-

• गैसीय नमूने में प्रत्येक अणु या परमाणु दूसरों से स्वतंत्र रूप से व्यवहार करता है। इसलिए, वे किसी भी समय किसी भी दिशा में यात्रा करने की समान रूप से संभावना रखते हैं, जिससे उनकी गति यादृच्छिक हो जाती है।
• गैस के कण निरंतर गति में रहते हैं और बड़ी संख्या में तीव्र, लोचदार टकराव साझा करते हैं । ये टकराव पूरी तरह से कुशल हैं, जिसका अर्थ है कि वे गतिज ऊर्जा नहीं खोते हैं।
• गैसों का गतिज सिद्धांत यादृच्छिकता मानता है: गैसों के गतिज सिद्धांत के अनुसार, गैस कणों की गति यादृच्छिक होती है, अन्य कणों और कंटेनर की दीवारों के साथ टकराव के कारण उनकी दिशा और गति लगातार बदलती रहती है।
• गैसों में अंतरआण्विक स्थान ठोस या तरल पदार्थों की तुलना में बहुत बड़ा होता है। यह गुण गैस अणुओं को बिना किसी निश्चित पथ के यादृच्छिक रूप से चलने की स्वतंत्रता देता है।
• गैस के कण जिस गति से चलते हैं वह तापमान और दबाव से प्रभावित होता है। उच्च तापमान का अर्थ है अधिक गतिज ऊर्जा और तेज़, अधिक यादृच्छिक गति। इसके विपरीत, उच्च दबाव उनकी गति में बाधा डाल सकता है, लेकिन इसकी यादृच्छिक प्रकृति में नहीं।
• कोई महत्वपूर्ण अंतर-आण्विक बल नहीं: तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों के विपरीत, गैसों में अंतर-आणविक आकर्षण बल नगण्य होते हैं क्योंकि कण एक दूसरे से बहुत दूर होते हैं। इसलिए, वे यादृच्छिक रूप से घूमने के लिए स्वतंत्र हैं।
• 

निष्कर्ष:-

अतः गैसीय पदार्थ में कणों के बीच गति यादृच्छिक होती है।

व्याख्या:

पदार्थ की अवस्थाएँ और प्रावस्था परिवर्तन: पदार्थ तापमान में परिवर्तन के साथ अपनी अवस्थाएँ / प्रावस्थाएँ परिवर्तित करते हैं।

प्रावस्था परिवर्तन की अनेक प्रक्रियाएं:

• गलन: यह प्रक्रिया तब होती है जब कोई पदार्थ ठोस से द्रव में परिवर्तित होता है।
• वाष्पीकरण: यह प्रक्रिया तब होती है जब कोई पदार्थ द्रव से गैस में परिवर्तित होता है।
• संघनन: यह प्रक्रिया तब होती है जब कोई पदार्थ वाष्प से द्रव में परिवर्तित होता है।
• ऊर्ध्वपातन: यह प्रक्रिया तब होती है जब कोई पदार्थ ठोस से गैस में परिवर्तित होता है।
• निक्षेपण: यह प्रक्रिया तब होती है जब कोई पदार्थ अपनी गैसीय अवस्था से सीधे ठोस अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
• संगलन: इसका तात्पर्य ठोस अवस्था से द्रव (गलन) के साथ-साथ द्रव अवस्था से ठोस अवस्था (हिमीकरण) में परिवर्तन है।

Additional Information

• वाष्पीकरण बनाम वाष्पन: वाष्पीकरण एक विशिष्ट प्रकार का वाष्पन होता है, जहाँ प्रावस्था परिवर्तन (द्रव -> गैस) केवल द्रव की सतह पर होता है।
• ऊर्ध्वपातन के सामान्य उदाहरण
  • शुष्क बर्फ (कार्बन डाइऑक्साइड का एक हिमीकृत रूप)
  • नैफ़्थैलीन (कार्बनिक यौगिक)