પ્રકરણ ૭: તાપમાન અને તેનું માપન
સ્વાધ્યાય (પરીક્ષાની તૈયારી માટે બનાવેલ છે)
ધોરણ 6 વિજ્ઞાન
પ્રશ્ન ૧. નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો (MCQs):
૧. માનવ શરીરનું તાપમાન માપવા માટે નીચેનામાંથી કયા સાધનનો ઉપયોગ થાય છે?
જવાબ: (B) ક્લિનિકલ થર્મોમીટર
૨. કોવિડ-૧૯ મહામારી દરમિયાન વ્યક્તિને સ્પર્શ કર્યા વગર તાપમાન માપવા કયા થર્મોમીટરનો ઉપયોગ થતો હતો?
જવાબ: (C) બિન-સંપર્ક (ઇન્ફ્રારેડ) થર્મોમીટર
૩. તાપમાનના કયા એકમની સાથે ડિગ્રી (°) નો સંકેત લગાવવામાં આવતો નથી?
જવાબ: (C) કેલ્વિન
૪. જૂના સમયમાં વપરાતા થર્મોમીટરમાં પારો વપરાતો હતો, પારો એ કેવો પદાર્થ છે?
જવાબ: (B) અત્યંત ઝેરી
૫. 'ભારતના હવામાન વિદુષી' (Weather Woman of India) તરીકે કોને ઓળખવામાં આવે છે?
જવાબ: (B) અન્ના મણિ
પ્રશ્ન ૨. ખાલી જગ્યા પૂરો:
- ૧. પદાર્થ કેટલો ગરમ અથવા ઠંડો છે તે માપવા માટે ફક્ત આપણો સ્પર્શ વિશ્વસનીય માપ નથી.
- ૨. ડિજિટલ થર્મોમીટરમાં ગરમીના સેન્સર ની મદદથી તાપમાન નક્કી કરવામાં આવે છે.
- ૩. પ્રયોગશાળામાં (લેબોરેટરી) પ્રવાહીનું તાપમાન માપવા માટે સામાન્ય રીતે લેબોરેટરી થર્મોમીટરનો ઉપયોગ થાય છે.
- ૪. કેલ્વિન માપક્રમ પર તાપમાન = સેલ્સિયસ માપક્રમ પર તાપમાન + 273.15.
- ૫. હવામાનની આગાહી કરવા માટે દરરોજ હવાનું મહત્તમ અને લઘુત્તમ તાપમાન નોંધવામાં આવે છે.
પ્રશ્ન ૩. નીચેના વિધાનો ખરાં છે કે ખોટાં તે જણાવો:
- ૧. ક્લિનિકલ થર્મોમીટર વડે ઉકળતા પાણીનું તાપમાન માપી શકાય છે.
જવાબ: ખોટું (કારણ કે ઉકળતા પાણીનું તાપમાન તેના માપક્રમની બહાર હોય છે). - ૨. ડિજિટલ થર્મોમીટરમાં પારાનો ઉપયોગ ન થતો હોવાથી તે સુરક્ષિત છે અને તેના અંકો વાંચવા સરળ છે.
જવાબ: ખરું. - ૩. થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે તેને બલ્બ (ટોચ) થી પકડી રાખવું જોઈએ.
જવાબ: ખોટું (તેને ટોચથી પકડવું જોઈએ નહીં). - ૪. સ્વસ્થ માનવ શરીરનું સામાન્ય તાપમાન ફેરનહીટ માપક્રમમાં 98.6 °F હોય છે.
જવાબ: ખરું. - ૫. તાપમાનના ત્રણ માપક્રમના નામ તેમને વિકસાવનારા વૈજ્ઞાનિકોના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યા છે.
જવાબ: ખરું.
પ્રશ્ન ૪. 'અ' વિભાગને 'બ' વિભાગ સાથે યોગ્ય રીતે જોડો:
| અ વિભાગ | બ વિભાગ |
|---|---|
| ૧. ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટર | (a) હવામાન માપન ઉપકરણોની શોધ |
| ૨. લેબોરેટરી થર્મોમીટર | (b) માનવ શરીરનું તાપમાન માપવા |
| ૩. અન્ના મણિ | (c) અત્યંત ઝેરી પદાર્થ |
| ૪. ક્લિનિકલ થર્મોમીટર | (d) વ્યક્તિને સ્પર્શ કર્યા વગર તાપમાન માપવા |
| ૫. પારો (Mercury) | (e) પ્રયોગશાળામાં પાણી કે બરફનું તાપમાન માપવા |
સાચો જવાબ:
- ૧ → (d) વ્યક્તિને સ્પર્શ કર્યા વગર તાપમાન માપવા
- ૨ → (e) પ્રયોગશાળામાં પાણી કે બરફનું તાપમાન માપવા
- ૩ → (a) હવામાન માપન ઉપકરણોની શોધ
- ૪ → (b) માનવ શરીરનું તાપમાન માપવા
- ૫ → (c) અત્યંત ઝેરી પદાર્થ
પ્રશ્ન ૫. નીચેના પ્રશ્નોના એક-બે શબ્દોમાં જવાબ આપો:
૧. પદાર્થની ગરમી કે ઠંડકના માપનને શું કહેવામાં આવે છે?
જવાબ: તાપમાન
૨. લેબોરેટરી થર્મોમીટરમાં પારા સિવાય બીજું કયું પ્રવાહી વપરાય છે જે મોટે ભાગે લાલ રંગનું હોય છે?
જવાબ: આલ્કોહોલ
૩. જે થર્મોમીટરનો ઉપયોગ હવામાનનું માપન કરવા માટે થાય છે તેને કયું થર્મોમીટર કહે છે?
જવાબ: મહત્તમ-લઘુત્તમ થર્મોમીટર
૪. તાપમાન વિશે લખતી વખતે સંખ્યા અને એકમની વચ્ચે શું છોડવામાં આવે છે?
જવાબ: જગ્યા (Space)
૫. પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા લઘુત્તમ તાપમાનની મર્યાદા (-273.15 °C) ને શું કહેવામાં આવે છે?
જવાબ: નિરપેક્ષ શૂન્ય
પ્રશ્ન ૬. નીચે આપેલી લાક્ષણિકતાઓ ક્લિનિકલ થર્મોમીટરની છે કે લેબોરેટરી થર્મોમીટરની તે વર્ગીકૃત કરો:
- ૧. તેનો ઉપયોગ કરતી વખતે તેને પ્રવાહીમાં સીધું (શિરોલંબ) ઊભું રાખવું જરૂરી છે.
જવાબ: લેબોરેટરી થર્મોમીટર - ૨. ડૉક્ટર પાસે તાવ માપવા માટે આ થર્મોમીટર જોવા મળે છે.
જવાબ: ક્લિનિકલ થર્મોમીટર - ૩. તેનો ઉપયોગ કરતી વખતે અગ્રભાગ (ટોચ) ને સાબુ અને પાણીથી ધોવો જોઈએ.
જવાબ: ક્લિનિકલ થર્મોમીટર - ૪. તેનો ઉપયોગ પાત્રમાં રહેલા ઉકળતા પાણી કે બરફના ટુકડાનું તાપમાન માપવા થાય છે.
જવાબ: લેબોરેટરી થર્મોમીટર - ૫. આ થર્મોમીટરને કોઈ સખત વસ્તુ સાથે અથડાવવાથી તે તૂટી જવાની શક્યતા રહે છે.
જવાબ: લેબોરેટરી થર્મોમીટર (ક્લિનિકલ માટે પણ સાચું છે, પણ પાઠમાં લેબોરેટરીની સાવચેતીમાં આ મુદ્દો ખાસ નોંધ્યો છે).
પ્રશ્ન ૭. વૈજ્ઞાનિક કારણો આપો:
૧. કોઈ વસ્તુ કેટલી ગરમ છે તે જાણવા માટે ફક્ત સ્પર્શ કરવાથી ચોક્કસ માહિતી મળતી નથી.
જવાબ: કારણ કે આપણી સ્પર્શેન્દ્રિય (ત્વચા) એ તાપમાનનું વિશ્વસનીય માપ નથી. તે માત્ર બીજી વસ્તુની સરખામણીમાં પદાર્થ ગરમ છે કે ઠંડો તેનો અંદાજ આપે છે, ચોક્કસ તાપમાન દર્શાવી શકતી નથી.
૨. પારાવાળા થર્મોમીટરનું સ્થાન હવે ડિજિટલ થર્મોમીટરે લઈ લીધું છે.
જવાબ: કારણ કે પારો એક અત્યંત ઝેરી પદાર્થ છે અને જો થર્મોમીટર આકસ્મિક રીતે તૂટી જાય તો પારાનો નિકાલ કરવો ખૂબ મુશ્કેલ છે. ડિજિટલ થર્મોમીટરમાં આવું કોઈ જોખમ હોતું નથી.
૩. ક્લિનિકલ થર્મોમીટરથી ઉકળતા પાણીનું તાપમાન માપવું જોઈએ નહીં.
જવાબ: કારણ કે ઉકળતા પાણીનું તાપમાન (૧૦૦ °C) ક્લિનિકલ થર્મોમીટરના માપક્રમના વિસ્તાર (Range) ની બહાર હોય છે, જો તેમાં મૂકવામાં આવે તો થર્મોમીટર તૂટી શકે છે.
૪. લેબોરેટરી થર્મોમીટરને તેના બલ્બ (ટોચ) થી પકડવું જોઈએ નહીં.
જવાબ: જો થર્મોમીટરને બલ્બથી પકડવામાં આવે તો આપણા હાથની ગરમી બલ્બમાં રહેલા પ્રવાહીને મળે છે, જેના કારણે સાચું તાપમાન માપી શકાતું નથી.
૫. રોગચાળા (જેમ કે કોવિડ-૧૯) ના સમયે ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટરનો ઉપયોગ ફાયદાકારક છે.
જવાબ: ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટર એ બિન-સંપર્ક (Non-contact) થર્મોમીટર છે. તે વ્યક્તિના શરીરને સ્પર્શ કર્યા વગર દૂરથી જ તાપમાન માપી શકે છે, જેથી ચેપ કે રોગ ફેલાવાનું જોખમ ઘટાડી શકાય છે.
પ્રશ્ન ૮. નીચેના પ્રશ્નોના ટૂંકમાં જવાબ આપો:
૧. તાપમાન માપવાના ત્રણ મુખ્ય માપક્રમ (સ્કેલ) કયા કયા છે?
જવાબ: તાપમાન માપવાના ત્રણ મુખ્ય માપક્રમ છે: (૧) સેલ્સિયસ માપક્રમ (°C), (૨) ફેરનહીટ માપક્રમ (°F), અને (૩) કેલ્વિન માપક્રમ (K).
૨. ડિજિટલ ક્લિનિકલ થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે રાખવી પડતી કોઈપણ બે સાવચેતીઓ જણાવો.
જવાબ: (૧) ઉપયોગ કરતાં પહેલાં અને ઉપયોગ કર્યા પછી થર્મોમીટરનો અગ્રભાગ (ટોચ) સાબુ અને પાણીથી ધોઈ લેવો જોઈએ. (૨) ધોતી વખતે, ડિસ્પ્લે જેવા ડિજિટલ ભાગને પાણીથી દૂર રાખવો જોઈએ.
૩. ભારતના 'હવામાન વિદુષી' અન્ના મણિનું વિજ્ઞાન ક્ષેત્રે શું યોગદાન છે?
જવાબ: અન્ના મણિએ ઘણાં બધાં હવામાન માપન ઉપકરણોની શોધ અને નિર્માણ કર્યું, જેનાથી ભારતની અન્ય દેશો પર નિર્ભરતા ઓછી થઈ. તેમણે પવનઊર્જા અને સૌરઊર્જાના ઉપયોગની સંભાવનાઓ પર પણ શોધખોળ કરી.
૪. તાપમાનના એકમોના નામ અંગ્રેજીમાં લખતી વખતે કયા નિયમો ધ્યાનમાં રખાય છે?
જવાબ: જ્યારે તાપમાનના માપક્રમના નામ અંગ્રેજીમાં લખીએ, ત્યારે તેમના નામ કેપિટલ મૂળાક્ષરથી શરૂ થાય છે. એકમોના નામમાં ડિગ્રી નાના અક્ષરોમાં લખાય છે, પણ સેલ્સિયસ (Celsius) અને ફેરનહીટ (Fahrenheit) કેપિટલ અક્ષરથી શરૂ થાય છે. કેલ્વિનમાં નાનો અક્ષર (kelvin) વપરાય છે પણ સંકેત 'K' કેપિટલ વપરાય છે અને તેમાં ડિગ્રી (°) નું ચિહ્ન આવતું નથી.
૫. લેબોરેટરી થર્મોમીટર વડે બીકરમાં રહેલા પાણીનું તાપમાન કેવી રીતે માપશો?
જવાબ: લેબોરેટરી થર્મોમીટરને પાણી ભરેલા બીકરમાં સીધું (શિરોલંબ) ઊભું રાખો. ધ્યાન રાખો કે થર્મોમીટરનો બલ્બ બીકરના તળિયાને કે દીવાલને અડકે નહીં અને સંપૂર્ણપણે પાણીમાં ડૂબેલો રહે. જ્યાં સુધી પારો કે આલ્કોહોલ સ્થિર ન થાય ત્યાં સુધી રાહ જુઓ અને થર્મોમીટર પાણીમાં હોય ત્યારે જ તાપમાનનું વાંચન કરો.