વિજ્ઞાન ધોરણ 9 પ્રકરણ 1 આપણી આસપાસમાં દ્રવ્ય: સ્વાધ્યાય

૧. નીચે દર્શાવેલ તાપમાનોને ડિગ્રી સેલ્સિયસ માપક્રમમાં ફેરવો:

(a) 293 K

ડિગ્રી સેલ્સિયસ (°C) માં ફેરવવા માટે કેલ્વિન (K) માંથી 273 બાદ કરવામાં આવે છે.

ગણતરી: તાપમાન (°C) = 293 K - 273 = 20 °C.
(b) 470 K

ગણતરી: તાપમાન (°C) = 470 K - 273 = 197 °C.

૨. નીચે દર્શાવેલ તાપમાનોને કૅલ્વિન માપક્રમમાં ફેરવો:

(a) 25°C

કેલ્વિન (K) માં ફેરવવા માટે આપેલ તાપમાન (°C) માં 273 ઉમેરવામાં આવે છે.

ગણતરી: તાપમાન (K) = 25 °C + 273 = 298 K.
(b) 373°C

ગણતરી: તાપમાન (K) = 373 °C + 273 = 646 K.

૩. નીચે દર્શાવેલ અવલોકનો માટેના કારણ દર્શાવો:

(a) નેપ્થેલિનની ગોળી (ડામરની ગોળી) સમય જતાં કોઈ પણ ઘન અવશેષ (Residue) છોડ્યા વિના જ અદૃશ્ય થઈ જાય છે.
નેપ્થેલિનની ગોળી સમય જતાં અદૃશ્ય થવા પાછળ ઊર્ધ્વપાતન (Sublimation) ની પ્રક્રિયા જવાબદાર છે.
- ઊર્ધ્વપાતન એટલે ઘનનું પ્રવાહીમાં રૂપાંતર થયા સિવાય સીધે-સીધું જ વાયુ-અવસ્થામાં રૂપાંતર થવું.
- નેપ્થેલિન એવો પદાર્થ છે જે પ્રવાહી-અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થયા વિના સીધો વાયુ-અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થઈ જાય છે.
(b) આપણને અત્તરની સુગંધ (સુવાસ) ઘણા લાંબા અંતર સુધી આવે છે.
અત્તરની સુગંધ લાંબા અંતર સુધી આવવા પાછળ પ્રસરણ (Diffusion) ની ઘટના જવાબદાર છે.
- અત્તર બાષ્પશીલ હોવાથી ઝડપથી બાષ્પીભવન પામે છે.
- બાષ્પ-અવસ્થામાં રૂપાંતર પામેલા અત્તરના કણોની ગતિ ઊર્જા વધુ હોય છે.
- કણોની ઝડપી ગતિ અને કણો વચ્ચેના વધુ ને વધુ અવકાશને કારણે અત્તરના વાયુઓનું અન્ય વાયુઓમાં પ્રસરણ ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે.

૪. નીચે દર્શાવેલા પદાર્થોને તેમના કણો વચ્ચે વધતા જતા આકર્ષણ બળ અનુસાર યોગ્ય ક્રમમાં ગોઠવો: પાણી, ખાંડ, ઑક્સિજન

દ્રવ્યની અવસ્થાઓમાં કણો વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ નીચે મુજબ હોય છે:

વાયુ (સૌથી ઓછું) < પ્રવાહી < ઘન (સૌથી વધુ).

આપેલ પદાર્થોનો ક્રમ આકર્ષણ બળના વધતા ક્રમમાં નીચે મુજબ થશે:

ઑક્સિજન (વાયુ) < પાણી (પ્રવાહી) < ખાંડ (ઘન)

૫. નીચે દર્શાવેલા તાપમાનોએ પાણીની ભૌતિક અવસ્થા કઈ હશે ?

(a) 25°C

25 °C તાપમાને પાણીની ભૌતિક અવસ્થા પ્રવાહી (Liquid) હશે.

(0 °C કરતાં વધુ અને 100 °C કરતાં ઓછું તાપમાન હોવાથી.)
(b) 0°C

0 °C તાપમાન એ પાણીનું ગલનબિંદુ છે. આ તાપમાને પાણીની ભૌતિક અવસ્થા ઘન (બરફ) અને પ્રવાહી (પાણી) એમ બંને સ્વરૂપમાં હશે.
(c) 100°C

100 °C તાપમાન એ પાણીનું ઉત્કલનબિંદુ છે. આ તાપમાને પાણીની ભૌતિક અવસ્થા પ્રવાહી (પાણી) અને વાયુ (વરાળ/બાષ્પ) એમ બંને સ્વરૂપમાં હશે.

૬. નીચેનાંના વાજબીપણા માટે બે કારણો આપો:

(a) પાણી ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં હોય છે.
પાણી ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં હોય છે, કારણ કે:
- (1) પાણીનું ગલનબિંદુ 0 °C છે અને ઉત્કલનબિંદુ 100 °C છે. ઓરડાનું તાપમાન આ બંને તાપમાનની વચ્ચે હોવાથી પાણી પ્રવાહી સ્વરૂપમાં રહે છે.
- (2) પ્રવાહીને નિશ્ચિત આકાર હોતો નથી, પરંતુ નિશ્ચિત કદ હોય છે. પાણી આ ગુણધર્મોનું પાલન કરે છે.
(b) લોખંડની તિજોરી ઓરડાના તાપમાને ઘન સ્વરૂપમાં હોય છે.
લોખંડની તિજોરી ઓરડાના તાપમાને ઘન સ્વરૂપમાં હોય છે, કારણ કે:
- (1) લોખંડનો ગલનબિંદુ ઓરડાના તાપમાન કરતાં ઘણું ઊંચું હોય છે, જેથી તે ઓરડાના તાપમાને ઘન સ્વરૂપમાં જ રહે છે.
- (2) ઘન પદાર્થને ચોક્કસ આકાર, નિશ્ચિત સીમાઓ અને ચોક્કસ કદ હોય છે. લોખંડની તિજોરી આ ઘન ગુણધર્મોનું પાલન કરે છે.

૭. 273 K તાપમાને બરફ તે જ તાપમાને રહેલા પાણી કરતાં વધુ ઠંડક ઉત્પન્ન કરે છે. શા માટે ?

273 K (0 °C) તાપમાને બરફ તે જ તાપમાને રહેલા પાણી કરતાં વધુ ઠંડક ઉત્પન્ન કરે છે, કારણ કે:

(1) 273 K તાપમાને બરફ પ્રવાહી પાણીમાં રૂપાંતરિત થવા માટે આસપાસના વાતાવરણમાંથી ગલન ગુપ્ત ઉષ્મા (Latent Heat of Fusion) શોષી લે છે.
(2) આ ગુપ્ત ઉષ્માને કારણે તે વાતાવરણમાંથી વધારાની ઊર્જા ખેંચે છે, જેથી બરફ તે જ તાપમાને રહેલા પાણી કરતાં ઓછી ઊર્જા ધરાવે છે અને વધુ ઠંડક ઉત્પન્ન કરે છે.

૮. ઉકળતું પાણી અને વરાળ પૈકી દઝાડવાની ક્ષમતા કોનામાં વધુ માલૂમ પડે છે ?

ઉકળતું પાણી (100 °C) અને વરાળ (બાષ્પ) પૈકી વરાળમાં દઝાડવાની ક્ષમતા વધુ માલૂમ પડે છે.

(1) વરાળના કણો 373 K (100 °C) તાપમાને પણ બાષ્પીભવન ગુપ્ત ઉષ્માના રૂપમાં વધારાની ઊર્જા શોષી લીધેલી હોય છે.
(2) આ વધારાની ઊર્જાને કારણે વરાળના કણો તે જ તાપમાને રહેલા પાણીના કણો કરતાં વધુ ઊર્જા ધરાવે છે.
(3) તેથી, વરાળ જ્યારે ત્વચાના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તે વધુ માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે, જેના કારણે વધુ તીવ્રતાથી દઝાડવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.

૯. નીચે દર્શાવેલ આકૃતિ માટે A, B, C, D, E તથા F ની અવસ્થા રૂપાંતરને નામાંકિત કરો:

[Image of Phase Change Diagram]

આકૃતિમાં દ્રવ્યની ત્રણ અવસ્થાઓ વચ્ચે થતા રૂપાંતરને નીચે મુજબ નામાંકિત કરી શકાય:

A: ગલન (Fusion) (ઘનનું પ્રવાહીમાં રૂપાંતર)
B: બાષ્પીભવન (Vaporisation) (પ્રવાહીનું વાયુમાં રૂપાંતર)
C: સંઘનન (Condensation) (વાયુનું પ્રવાહીમાં રૂપાંતર)
D: ઘનીભવન/ઠારણ (Solidification) (પ્રવાહીનું ઘનમાં રૂપાંતર)
E: ઊર્ધ્વપાતન (Sublimation) (ઘનનું સીધું વાયુમાં રૂપાંતર)
F: નિક્ષેપન (Deposition) (વાયુનું સીધું ઘનમાં રૂપાંતર)

આ પ્રકરણનો સ્વાધ્યાય અહીં પૂર્ણ થાય છે.