વિજ્ઞાન ધોરણ 8 પ્રકરણ 4 દહન અને જ્યોત : સ્વાધ્યાય

દહન થવા માટે મુખ્ય ત્રણ શરતો આવશ્યક છે:

• બળતણ (દહનશીલ પદાર્થ)ની હાજરી.
• હવા (ઑક્સિજન)નો પુરવઠો.
• બળતણનું તાપમાન તેના જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચવું.

CNG (કોમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગૅસ) એ ડીઝલ અને પેટ્રોલ કરતાં સ્વચ્છ બળતણ છે. તેના દહનથી ખૂબ જ ઓછા પ્રમાણમાં હાનિકારક પદાર્થો ઉત્પન્ન થાય છે, જેનાથી વાતાવરણમાં થતા પ્રદૂષણમાં ઘટાડો થયો છે. આના કારણે શહેરોમાં હવા વધુ શુદ્ધ બની છે અને શ્વાસ સંબંધિત રોગોનું જોખમ પણ ઓછું થયું છે.

LPG એ લાકડા કરતાં ઘરવપરાશ માટે વધુ સારું બળતણ છે.

LPG:

• તેનું કેલરી મૂલ્ય ઊંચું છે (55000 kJ/kg).
• તેના દહનથી ધુમાડો થતો નથી અને તે હાનિકારક અવશેષો છોડતું નથી.
• તે સરળતાથી ઉપલબ્ધ છે અને તેનું સ્થાનાંતર કરવું પણ સહેલું છે.
• તે સ્વચ્છ બળતણ છે.

લાકડું:

• તેનું કેલરી મૂલ્ય ઓછું છે (17000-22000 kJ/kg).
• તેના દહનથી ખૂબ જ ધુમાડો થાય છે, જે સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક છે.
• લાકડાં મેળવવા માટે વૃક્ષો કાપવા પડે છે, જેનાથી વનનાબૂદી થાય છે.

રૂપરેખા: આ પ્રશ્નનો જવાબ આકૃતિ 4.13 જેવો હોવો જોઈએ. આકૃતિમાં મીણબત્તીની જ્યોતનાં ત્રણ મુખ્ય ભાગો દર્શાવવા:

• સંપૂર્ણ દહનવાળો સૌથી બહારનો વિસ્તાર (ભૂરો) - સૌથી ગરમ ભાગ.
• અપૂર્ણ દહનવાળો મધ્યનો વિસ્તાર (પીળો) - મધ્યમ ગરમ ભાગ.
• દહન ન થયેલાં મીણની વરાળવાળો સૌથી અંદરનો વિસ્તાર (કાળો) - સૌથી ઓછો ગરમ ભાગ.

બળતણનું કેલરી મૂલ્ય દર્શાવવા માટેનો એકમ કિલોજૂલ પ્રતિ કિગ્રા (kJ/kg) છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઈડ CO2 એ આગને નિયંત્રિત કરવા માટે ઉત્તમ અગ્નિશામક છે. તે ઓક્સિજન કરતાં ભારે હોવાથી આગને ધાબળાની જેમ લપેટી લે છે, જેનાથી બળતણ અને ઓક્સિજન વચ્ચેનો સંપર્ક કપાઈ જાય છે અને આગ નિયંત્રણમાં આવે છે. આ ઉપરાંત, જ્યારે તેને નળાકારમાંથી છોડવામાં આવે છે, ત્યારે તે કદમાં વિસ્તરીને ઠંડો થાય છે, જેનાથી બળતણનું તાપમાન પણ નીચું આવે છે.

કોઈ પણ પદાર્થને સળગવા માટે તેનું તાપમાન તેના જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચવું જરૂરી છે. લીલાં પાંદડાંમાં પાણીનું પ્રમાણ વધારે હોય છે. જ્યારે તેને સળગાવવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પાણી બાષ્પીભવન થઈ જાય છે, જે ગરમીનું શોષણ કરે છે. આનાથી પાંદડાંનું તાપમાન તેના જ્વલનબિંદુથી નીચે જ રહે છે, તેથી તેને સળગાવવું અઘરું છે. જ્યારે સૂકાં પાંદડાંમાં ભેજ ઓછો હોવાથી તેનું તાપમાન ઝડપથી જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચી જાય છે અને તે સરળતાથી આગ પકડી લે છે.

સોનું અને ચાંદી પીગાળવા માટે સોની મીણબત્તીની જ્યોતના સૌથી બહારના બિનપ્રકાશિત ભાગનો ઉપયોગ કરે છે. આ ભાગનું તાપમાન સૌથી ઊંચું હોય છે, કારણ કે ત્યાં ઓક્સિજનનો પુરવઠો પૂરતો મળવાથી સંપૂર્ણ દહન થાય છે. આથી, સોની ધાતુઓને ઝડપથી પીગાળી શકે છે.

કેલરી મૂલ્ય = (ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા) / (બળતણનો જથ્થો)

કેલરી મૂલ્ય = 180,000 kJ / 4.5 kg = 40,000 kJ/kg.

તેથી, બળતણનું કેલરી મૂલ્ય 40,000 kJ/kg છે.

કાટ લાગવાની ક્રિયાને દહન કહી શકાય નહીં. દહન એ રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં પદાર્થ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઊર્જા અને પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે. કાટ લાગવાની પ્રક્રિયા પણ ઓક્સિજનની હાજરીમાં થાય છે, પરંતુ તે ખૂબ જ ધીમી પ્રક્રિયા છે અને તેમાં ગરમી કે પ્રકાશ ઉત્પન્ન થતા નથી. આથી, કાટ લાગવું એ દહન નથી.

રમેશનું પાણી ઓછા સમયમાં ગરમ થશે. મીણબત્તીની જ્યોતનો સૌથી બહારનો ભાગ (ભૂરો ભાગ) સૌથી ગરમ હોય છે, કારણ કે ત્યાં સંપૂર્ણ દહન થાય છે. જ્યારે પીળો ભાગ મધ્યમ ગરમ હોય છે કારણ કે ત્યાં અપૂર્ણ દહન થાય છે. આથી, રમેશનું બીકર જે સૌથી ગરમ ભાગમાં હતું તેનું પાણી આબિદાના બીકર કરતાં ઝડપથી ગરમ થશે.