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📌 1. ऊष्मा, ताप व तापमापी
- ऊष्मा ऊर्जा का एक रूप है (मात्रक जूल; कैलोरी भी); ताप गर्माहट की मात्रा/अवस्था बताता है (केल्विन)। ऊष्मा अधिक ताप से कम ताप की ओर बहती है।
- परम शून्य = 0 K = −273.15 °C — सबसे कम संभव ताप।
- क्लिनिकल थर्मामीटर: 35–42 °C (94–108 °F)। बहुत ऊँचे ताप (भट्टी, सूर्य) के लिए पायरोमीटर।
- थर्मामीटर में पारा इसलिए: चमकीला, काँच को गीला नहीं करता, समान प्रसार, विस्तृत द्रव-परास (−39 से 357 °C)।
📌 2. ऊष्मीय प्रसार व विशिष्ट/गुप्त ऊष्मा
- रेल पटरियों के बीच खाली स्थान, पुलों में रोलर, बिजली के तार गर्मियों में ढीले — ऊष्मीय प्रसार के कारण।
- पानी का असंगत प्रसार: 0 से 4 °C तक गर्म करने पर पानी सिकुड़ता है; 4 °C पर घनत्व अधिकतम।
- विशिष्ट ऊष्मा = 1 kg का ताप 1 K बढ़ाने के लिए ऊष्मा। पानी की विशिष्ट ऊष्मा बहुत अधिक (4186 J/kg·K) — इसलिए समुद्र धीरे गर्म/ठंडा होता है, तटीय जलवायु सम रहती है, पानी शीतलक (radiator) है।
- गुप्त ऊष्मा = अवस्था बदलने में लगने वाली ऊष्मा, ताप बदले बिना। बर्फ़ के गलन की गुप्त ऊष्मा ≈ 80 cal/g; भाप के वाष्पन की ≈ 540 cal/g — इसलिए भाप से जलना उबलते पानी से अधिक कष्टदायक।
| स्थिति | क्वथनांक / गलनांक पर प्रभाव |
|---|---|
| दाब बढ़ाना (प्रेशर कुकर) | क्वथनांक बढ़ता है (~120 °C), खाना जल्दी पकता है |
| पहाड़ पर कम दाब | क्वथनांक घटता है, दाल देर से पकती है |
| पानी में नमक/चीनी (अशुद्धि) | क्वथनांक बढ़ता है, हिमांक घटता है |
| बर्फ़ पर दाब | गलनांक घटता है (पुनर्हिमायन — स्केटिंग) |
📌 3. ऊष्मा संचरण व ऊष्मागतिकी
| विधि | माध्यम | उदाहरण |
|---|---|---|
| चालन | मुख्यतः ठोस, कणों का स्थान नहीं बदलता | गर्म चम्मच का हत्था, बर्तन का तला; धातुएँ सुचालक, लकड़ी/वायु कुचालक |
| संवहन | द्रव व गैस, कण स्वयं चलते हैं | समुद्री/स्थलीय समीर, पानी उबलना, AC ऊपर लगाना |
| विकिरण | माध्यम की ज़रूरत नहीं, प्रकाश की चाल से | सूर्य की ऊष्मा पृथ्वी तक, आग के पास गर्मी |
- काली खुरदरी सतह अच्छी अवशोषक व उत्सर्जक; सफ़ेद/चमकीली सतह परावर्तक — इसलिए गर्मियों में सफ़ेद कपड़े।
- थर्मस फ्लास्क (डेवार): दोहरी काँच दीवार के बीच निर्वात (चालन-संवहन रोके), चाँदी की परत (विकिरण रोके)।
- ऊष्मागतिकी का पहला नियम = ऊर्जा संरक्षण (ΔQ = ΔU + W)। दूसरा नियम: ऊष्मा स्वतः ठंडे से गर्म की ओर नहीं जाती; कोई इंजन 100% दक्ष नहीं। रेफ़्रिजरेटर बाहर से कार्य लेकर ऊष्मा बाहर फेंकता है।
- वाष्पीकरण से ठंडक: मटके का पानी ठंडा, पसीना सूखने से शरीर ठंडा। अधिक आर्द्रता में पसीना धीरे सूखता है — उमस।
⚠️ Exam Traps:
- ऊनी कपड़े गर्मी "देते" नहीं; रेशों में फँसी हवा कुचालक होकर शरीर की ऊष्मा रोकती है।
- बंद कमरे में फ्रिज का दरवाज़ा खोलने से कमरा ठंडा नहीं, थोड़ा गर्म होता है।
- समुद्री समीर दिन में (समुद्र → स्थल), स्थलीय समीर रात में (स्थल → समुद्र)।
📌 4. Practice MCQs
📝 Practice MCQs (SF Prep द्वारा तैयार — PYQ नहीं)
Q1. परम शून्य ताप का मान है: Practice
सही उत्तर: (A)
0 K = −273.15 °C।
0 K = −273.15 °C।
Q2. बहुत ऊँचा ताप (जैसे भट्टी) मापने का यंत्र: Practice
सही उत्तर: (B)
पायरोमीटर उत्सर्जित विकिरण से दूर से ताप मापता है।
पायरोमीटर उत्सर्जित विकिरण से दूर से ताप मापता है।
Q3. प्रेशर कुकर में खाना जल्दी पकता है क्योंकि: Practice
सही उत्तर: (D)
अंदर पानी ~120 °C पर उबलता है।
अंदर पानी ~120 °C पर उबलता है।
Q4. उबलते पानी की तुलना में भाप से जलना अधिक कष्टदायक क्यों होता है? Practice
सही उत्तर: (A)
100 °C की भाप संघनित होते समय ~540 cal/g अतिरिक्त ऊष्मा छोड़ती है।
100 °C की भाप संघनित होते समय ~540 cal/g अतिरिक्त ऊष्मा छोड़ती है।
Q5. सूर्य की ऊष्मा पृथ्वी तक किस विधि से पहुँचती है? Practice
सही उत्तर: (C)
अंतरिक्ष निर्वात है; विकिरण को माध्यम नहीं चाहिए।
अंतरिक्ष निर्वात है; विकिरण को माध्यम नहीं चाहिए।
Q6. पहाड़ों पर खाना पकाने में अधिक समय लगता है क्योंकि: Practice
सही उत्तर: (B)
पानी 100 °C से कम पर उबल जाता है, इसलिए भोजन धीरे पकता है।
पानी 100 °C से कम पर उबल जाता है, इसलिए भोजन धीरे पकता है।
Q7. रेल पटरियों के बीच थोड़ी जगह छोड़ी जाती है: Practice
सही उत्तर: (A)
गर्मियों में पटरियाँ फैलती हैं; जगह न हो तो मुड़ जाएँगी।
गर्मियों में पटरियाँ फैलती हैं; जगह न हो तो मुड़ जाएँगी।
Q8. समुद्री समीर कब चलती है? Practice
सही उत्तर: (B)
दिन में स्थल जल्दी गर्म होता है, वहाँ हवा ऊपर उठती है — संवहन।
दिन में स्थल जल्दी गर्म होता है, वहाँ हवा ऊपर उठती है — संवहन।
Q9. पानी को शीतलक (रेडिएटर) के रूप में इसलिए उपयोग किया जाता है क्योंकि उसकी: Practice
सही उत्तर: (A)
अधिक विशिष्ट ऊष्मा = कम ताप वृद्धि में अधिक ऊष्मा सोखना।
अधिक विशिष्ट ऊष्मा = कम ताप वृद्धि में अधिक ऊष्मा सोखना।
Q10. थर्मस फ्लास्क में दोहरी दीवारों के बीच निर्वात किसे रोकता है? Practice
सही उत्तर: (D)
निर्वात में कण नहीं, इसलिए चालन-संवहन नहीं; चाँदी की परत विकिरण रोकती है।
निर्वात में कण नहीं, इसलिए चालन-संवहन नहीं; चाँदी की परत विकिरण रोकती है।
Q11. मटके का पानी ठंडा रहता है: Practice
सही उत्तर: (C)
छिद्रों से रिसता पानी वाष्पित होकर गुप्त ऊष्मा ले लेता है।
छिद्रों से रिसता पानी वाष्पित होकर गुप्त ऊष्मा ले लेता है।
Q12. किस ताप पर सेल्सियस का मान केल्विन से 273 कम होता है? Practice
सही उत्तर: (B)
K = °C + 273.15 (लगभग 273)।
K = °C + 273.15 (लगभग 273)।
Q13. पानी में नमक मिलाने पर उसका क्वथनांक: Practice
सही उत्तर: (A)
अवाष्पशील विलेय क्वथनांक बढ़ाता व हिमांक घटाता है।
अवाष्पशील विलेय क्वथनांक बढ़ाता व हिमांक घटाता है।
Q14. गर्मियों में सफ़ेद कपड़े पहनना आरामदायक क्यों है? Practice
सही उत्तर: (D)
सफ़ेद रंग अधिकांश विकिरण परावर्तित करता है; काला रंग अवशोषित करता है।
सफ़ेद रंग अधिकांश विकिरण परावर्तित करता है; काला रंग अवशोषित करता है।
Q15. ऊनी कपड़े हमें गर्म रखते हैं क्योंकि: Practice
सही उत्तर: (C)
हवा कुचालक है, इसलिए शरीर की ऊष्मा बाहर नहीं जाती।
हवा कुचालक है, इसलिए शरीर की ऊष्मा बाहर नहीं जाती।
Q16. बर्फ़ के गलन की गुप्त ऊष्मा लगभग कितनी है? Practice
सही उत्तर: (D)
≈ 80 cal/g (336 J/g); वाष्पन ≈ 540 cal/g।
≈ 80 cal/g (336 J/g); वाष्पन ≈ 540 cal/g।
Q17. ऊष्मागतिकी का पहला नियम किसका रूप है? Practice
सही उत्तर: (C)
ΔQ = ΔU + W।
ΔQ = ΔU + W।
Q18. बंद कमरे में चलता फ्रिज दरवाज़ा खुला छोड़ दें तो कमरे का ताप: Practice
सही उत्तर: (C)
फ्रिज ऊष्मा उसी कमरे में छोड़ता है और मोटर का कार्य भी ऊष्मा बनता है।
फ्रिज ऊष्मा उसी कमरे में छोड़ता है और मोटर का कार्य भी ऊष्मा बनता है।
Q19. क्लिनिकल थर्मामीटर की सामान्य परास है: Practice
सही उत्तर: (D)
मानव शरीर ताप इसी सीमा में बदलता है।
मानव शरीर ताप इसी सीमा में बदलता है।
Q20. चालन द्वारा ऊष्मा संचरण मुख्य रूप से होता है: Practice
सही उत्तर: (B)
ठोसों में कण पास-पास होकर कंपन से ऊर्जा आगे देते हैं।
ठोसों में कण पास-पास होकर कंपन से ऊर्जा आगे देते हैं।