UP Board Solutions Class 7 Science Chapter 5 Ushma evam Taap

अभ्यास-प्रश्न

प्रश्न 1. निम्नलिखित प्रश्नों के सही विकल्प चुनकर लिखिये-
(क) द्रव के गैस में बदलने की क्रिया को कहते हैं-
(अ) गलनांक
(ब) हिमांक
(स) वाष्पीकरण
(द) संघनन
Answer: (स) वाष्पीकरण
In simple words: जब कोई द्रव पदार्थ गरम होकर गैस में बदल जाता है, तो इस प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहते हैं। यह प्रक्रिया तब होती है जब द्रव के कणों को इतनी ऊर्जा मिलती है कि वे एक-दूसरे से अलग होकर हवा में मिल जाते हैं।

🎯 Exam Tip: वाष्पीकरण की सही परिभाषा और इसके उदाहरणों को याद रखें, जैसे पानी का भाप बनना।

(ख) द्रवों में ऊष्मा संचरण होता है-
(अ) चालन द्वारा
(ब) संवहन द्वारा
(स) विकिरण द्वारा
(द) इनमें से कोई नहीं
Answer: (ब) संवहन द्वारा
In simple words: द्रवों में गर्मी एक जगह से दूसरी जगह संवहन नाम की प्रक्रिया से जाती है। इसमें द्रव के गरम कण खुद चलकर ठंडी जगह पर पहुँचते हैं और गर्मी फैलाते हैं।

🎯 Exam Tip: चालन, संवहन और विकिरण में अंतर को समझना महत्वपूर्ण है, खासकर यह कि प्रत्येक माध्यम में ऊष्मा कैसे स्थानांतरित होती है।

(ग) जल का क्वथनांक होता है-
(अ) \( 10^\circ C \)
(ब) \( 100^\circ C \)
(स) \( 120^\circ C \)
(द) \( 40^\circ C \)
Answer: (ब) \( 100^\circ C \)
In simple words: पानी एक खास तापमान पर उबलना शुरू करता है, जिसे उसका क्वथनांक कहते हैं। यह तापमान \( 100^\circ C \) होता है, जिस पर पानी द्रव से गैस में बदल जाता है।

🎯 Exam Tip: पानी के क्वथनांक को हमेशा \( 100^\circ C \) याद रखें, क्योंकि यह एक मानक माप है।

(घ) ऊष्मीय ऊर्जा का मात्रक है-
(अ) मीटर
(ब) जूल
(स) न्यूटन
(द) कूलॉम
Answer: (ब) जूल
In simple words: ऊष्मीय ऊर्जा को मापने के लिए जिस इकाई का उपयोग किया जाता है, उसे जूल कहते हैं। यह ऊर्जा का एक रूप है जो किसी वस्तु को गर्म करती है।

🎯 Exam Tip: ऊर्जा के मात्रक जूल को अन्य भौतिक राशियों के मात्रकों से भ्रमित न करें, जैसे बल के लिए न्यूटन।

(ङ) ऊष्मा का कुचालक है-
(अ) लोहा
(ब) ऐलुमिनियम
(स) स्टील
(द) काँच
Answer: (द) काँच
In simple words: काँच एक ऐसा पदार्थ है जिससे गर्मी आसानी से आर-पार नहीं जा पाती है। इसका मतलब है कि काँच ऊष्मा का अच्छा सुचालक नहीं होता, बल्कि एक कुचालक होता है।

🎯 Exam Tip: ऊष्मा के सुचालक और कुचालक पदार्थों के उदाहरणों को याद रखें, यह उनके दैनिक जीवन के उपयोगों को समझने में मदद करेगा।

प्रश्न 2. निम्नलिखित कथनों में सही कथन पर सही (√) और गलत कथन पर गलत (X) का चिन्ह लगायें
(क) किसी वस्तु को गर्म करने पर उसका ताप घटता है। (X)
(ख) ठोस वस्तुओं में ऊष्मा का संचरण चालन द्वारा होता है। (√)
(ग) वस्तु द्वारा ली गयी, ऊष्मा वस्तु के द्रव्यमान पर निर्भर करती है। (√)
(घ) अवस्था परिवर्तन के समय वस्तु का ताप स्थिर रहता है। (√)
(ङ) पारा ऊष्मा का कुचालक है। (X)
Answer:
(क) किसी वस्तु को गर्म करने पर उसका ताप घटता है। (गलत)
(ख) ठोस वस्तुओं में ऊष्मा का संचरण चालन द्वारा होता है। (सही)
(ग) वस्तु द्वारा ली गयी, ऊष्मा वस्तु के द्रव्यमान पर निर्भर करती है। (सही)
(घ) अवस्था परिवर्तन के समय वस्तु का ताप स्थिर रहता है। (सही)
(ङ) पारा ऊष्मा का कुचालक है। (गलत)
In simple words: किसी भी वस्तु को गर्म करने पर उसका तापमान हमेशा बढ़ता है, घटता नहीं। ठोस चीजों में गर्मी चालन विधि से फैलती है, जबकि द्रव में संवहन से। वस्तु का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, उसे गर्म करने के लिए उतनी ही अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होगी। अवस्था बदलने के दौरान तापमान एक जैसा रहता है और पारा ऊष्मा का सुचालक होता है, कुचालक नहीं।

🎯 Exam Tip: ऊष्मा के मूलभूत नियमों और विभिन्न पदार्थों के गुणों को अच्छी तरह समझ लें, खासकर तापमान परिवर्तन और ऊष्मा संचरण के तरीकों को।

प्रश्न 3. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए-
(क) ताप का SI मात्रक केल्विन है।
(ख) गलते हुए बर्फ का ताप \( 0^\circ C \) होता है।
(ग) किसी ठोस के द्रव में बदलने की क्रिया गलनांक कहलाती है।
(घ) विकिरण विधि द्वारा ऊष्मा स्थानान्तरण में माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
(ङ) बर्तन का हत्था बनाने में कुचालक धातु का प्रयोग किया जाता है।
Answer:
(क) ताप का SI मात्रक केल्विन है।
(ख) गलते हुए बर्फ का ताप \( 0^\circ C \) होता है।
(ग) किसी ठोस के द्रव में बदलने की क्रिया गलनांक कहलाती है।
(घ) विकिरण विधि द्वारा ऊष्मा स्थानान्तरण में माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
(ङ) बर्तन का हत्था बनाने में कुचालक धातु का प्रयोग किया जाता है।
In simple words: तापमान को नापने की सबसे अच्छी इकाई केल्विन है। बर्फ जब पिघलती है, तो उसका तापमान \( 0^\circ C \) रहता है। जब कोई ठोस चीज़ पिघलकर द्रव बनती है, तो उसे गलनांक कहते हैं। सूर्य से पृथ्वी तक गर्मी बिना किसी माध्यम के विकिरण द्वारा आती है। बर्तनों के हैंडल हमेशा ऐसी धातु से बनते हैं जो गर्मी को रोकती है ताकि हाथ न जलें।

🎯 Exam Tip: सभी प्रमुख परिभाषाओं और SI मात्रकों को याद रखना परीक्षा में मदद करेगा।

प्रश्न 4. कॉलम (क) और कॉलम (ख) का मिलान कीजिये-

🎯 Exam Tip: कॉलम मिलान करते समय, सबसे पहले उन जोड़ों को मिलाएं जिनके उत्तर आपको निश्चित रूप से पता हों, फिर बाकी विकल्पों का अनुमान लगाएं।

प्रश्न 5. समान द्रव्यमान के दो अलग-अलग पदार्थों A तथा B को समान ताप तक गर्म करने में किसको अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होगी, जबकि A की विशिष्ट ऊष्मा B से अधिक है।
Answer: यदि समान द्रव्यमान के दो अलग-अलग पदार्थ A और B को एक ही तापमान तक गर्म किया जाता है, तो पदार्थ A को अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि पदार्थ A की विशिष्ट ऊष्मा B से अधिक है। विशिष्ट ऊष्मा किसी पदार्थ की वह क्षमता होती है जिससे वह गर्मी को सोखता है, इसलिए जिसकी विशिष्ट ऊष्मा ज्यादा होती है उसे ज्यादा गर्म करना पड़ता है।
In simple words: पदार्थ A को गर्म करने में ज़्यादा गर्मी लगेगी, क्योंकि उसकी गर्मी सोखने की क्षमता (विशिष्ट ऊष्मा) B से ज़्यादा है।

🎯 Exam Tip: विशिष्ट ऊष्मा के सिद्धांत को समझें: जिस पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा अधिक होती है, उसे समान मात्रा में गर्म करने के लिए अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है।

प्रश्न 6. गैसों के प्रसार को एक क्रियाकलाप द्वारा स्पष्ट कीजिए?
Answer: गैसों के फैलने को समझने के लिए एक साधारण प्रयोग कर सकते हैं। एक खाली काँच की बोतल लें और उसके मुँह पर एक बिना फूला हुआ गुब्बारा कसकर बाँध दें। अब बोतल को एक बड़े बर्तन में गरम पानी में रखें। कुछ देर बाद आप देखेंगे कि गुब्बारा धीरे-धीरे फूलने लगेगा। यह इसलिए होता है क्योंकि गरम पानी की वजह से बोतल के अंदर की हवा गरम हो जाती है। गरम होने पर हवा फैलती है और गुब्बारे में चली जाती है, जिससे वह फूल जाता है। जब बोतल को गरम पानी से निकालकर ठंडा किया जाता है, तो गुब्बारा फिर से सिकुड़ जाता है। इससे यह साबित होता है कि गैसें गरम करने पर फैलती हैं और ठंडा करने पर सिकुड़ती हैं।
In simple words: गरम होने पर गैसें फैलती हैं और ठंडा होने पर सिकुड़ जाती हैं। इसे एक बोतल पर गुब्बारा लगाकर और उसे गरम पानी में रखकर देखा जा सकता है।

🎯 Exam Tip: किसी भी क्रियाकलाप को स्पष्ट करते समय, उसके हर चरण को व्यवस्थित तरीके से समझाएं और प्रयोग के निष्कर्ष को साफ-साफ लिखें।

प्रश्न 7. रेल की पटरी जोड़ते समय उनके बीच थोड़ी जगह क्यों छोड़ते हैं।
Answer: रेल की पटरियों को जोड़ते समय उनके बीच थोड़ी सी खाली जगह इसलिए छोड़ी जाती है ताकि गर्मियों में जब पटरियाँ धूप से गरम होकर फैलती हैं, तो उन्हें फैलने के लिए पर्याप्त जगह मिल सके। यदि जगह नहीं छोड़ी जाएगी, तो पटरियाँ फैलने पर एक-दूसरे से टकराकर मुड़ सकती हैं या टेढ़ी हो सकती हैं, जिससे दुर्घटना हो सकती है। यह थर्मल विस्तार के सिद्धांत पर आधारित है।
In simple words: रेल की पटरियों के बीच जगह इसलिए छोड़ी जाती है ताकि गर्मी से फैलने पर वे टेढ़ी न हों।

🎯 Exam Tip: धातुओं के ऊष्मीय प्रसार के सिद्धांत को याद रखें और इसे दैनिक जीवन के उदाहरणों से जोड़कर समझें।

प्रश्न 8. सुचालक तथा कुचालक पदार्थों में अन्तर स्पष्ट कीजिए।
Answer: सुचालक वे पदार्थ होते हैं जिनसे ऊष्मा (गर्मी) बहुत आसानी से एक जगह से दूसरी जगह जा सकती है। जैसे लोहा, ऐलुमिनियम और ताँबा ये सभी गर्मी के अच्छे सुचालक हैं। वहीं, कुचालक वे पदार्थ होते हैं जिनसे ऊष्मा आसानी से नहीं गुजर सकती। ये गर्मी को रोकते हैं। लकड़ी, कागज, ऊन, पोर्सिलीन और हवा इसके कुछ उदाहरण हैं। सुचालक पदार्थ आमतौर पर धातुएँ होती हैं जबकि कुचालक पदार्थ अधातुएँ होते हैं।
In simple words: सुचालक पदार्थ गर्मी को आसानी से आर-पार जाने देते हैं, जैसे लोहा। कुचालक पदार्थ गर्मी को रोकते हैं, जैसे लकड़ी।

🎯 Exam Tip: सुचालक और कुचालक की परिभाषाओं के साथ-साथ उनके कम से कम दो-दो उदाहरण याद रखें।

प्रश्न 9. 186°F को डिग्री सेण्टीग्रेट में बदलिये ।
Answer: हमें \( 186^\circ F \) को डिग्री सेण्टीग्रेट (सेल्सियस) में बदलना है। इसके लिए हम तापमान बदलने वाले सूत्र का उपयोग करेंगे:
\[ \frac{C}{100} = \frac{F - 32}{180} \] दिए गए मान को सूत्र में रखने पर:
\[ \frac{C}{100} = \frac{186 - 32}{180} \] \[ \frac{C}{100} = \frac{154}{180} \] अब \( C \) का मान ज्ञात करने के लिए, समीकरण को हल करते हैं:
\[ C = \frac{154 \times 100}{180} \] \[ C = \frac{15400}{180} \] \[ C = \frac{1540}{18} \] \[ C = \frac{770}{9} \] \[ C \approx 85.556 \] अतः, \( 186^\circ F \) का मान लगभग \( 85.556^\circ C \) है।
In simple words: फ़ारेनहाइट को सेल्सियस में बदलने के लिए एक खास सूत्र होता है। \( 186^\circ F \) को इस सूत्र में रखने पर, उसका मान लगभग \( 85.556^\circ C \) आता है।

🎯 Exam Tip: फ़ारेनहाइट और सेल्सियस के बीच तापमान बदलने के सूत्र को हमेशा याद रखें और गणना करते समय सावधानी बरतें।

प्रश्न 10. गलनांक की परिभाषा लिखिये ।
Answer: गलनांक वह निश्चित तापमान होता है जिस पर कोई ठोस पदार्थ गर्म करने पर पिघलना शुरू कर देता है और द्रव अवस्था में बदल जाता है। यह प्रत्येक ठोस पदार्थ का एक विशिष्ट गुण होता है। उदाहरण के लिए, बर्फ का गलनांक \( 0^\circ C \) है।
In simple words: गलनांक वह खास तापमान है जिस पर कोई ठोस चीज़ पिघलकर पानी जैसी द्रव बन जाती है।

🎯 Exam Tip: गलनांक की परिभाषा और बर्फ के गलनांक को याद रखें।

प्रश्न 11. क्वथनांक की परिभाषा लिखिये।
Answer: क्वथनांक वह निश्चित तापमान होता है जिस पर कोई द्रव पदार्थ उबलना शुरू कर देता है और गैस या वाष्प में बदल जाता है। यह भी प्रत्येक द्रव पदार्थ का एक विशिष्ट गुण होता है। उदाहरण के लिए, पानी का क्वथनांक \( 100^\circ C \) है।
In simple words: क्वथनांक वह खास तापमान है जिस पर कोई द्रव उबलने लगता है और भाप (गैस) में बदल जाता है।

🎯 Exam Tip: क्वथनांक की परिभाषा और पानी के क्वथनांक को याद रखें।

प्रश्न 12. 5 कैलोरी कितने जूल के बराबर होता है?
Answer: हम जानते हैं कि 1 कैलोरी ऊर्जा लगभग \( 4.18 \) जूल के बराबर होती है।
इसलिए, \( 5 \) कैलोरी ऊर्जा को जूल में बदलने के लिए, हम इसे \( 4.18 \) से गुणा करेंगे:
\[ 5 \text{ कैलोरी} = 5 \times 4.18 \text{ जूल} \] \[ 5 \text{ कैलोरी} = 20.90 \text{ जूल} \] अतः, \( 5 \) कैलोरी \( 20.90 \) जूल के बराबर होती है। यह एक ऊर्जा रूपांतरण है।
In simple words: एक कैलोरी में लगभग \( 4.18 \) जूल होते हैं। इसलिए, \( 5 \) कैलोरी का मतलब \( 20.90 \) जूल होगा।

🎯 Exam Tip: कैलोरी और जूल के बीच के रूपांतरण मान (\( 1 \text{ कैलोरी} = 4.18 \text{ जूल} \)) को हमेशा याद रखें।

प्रश्न 13. समान पदार्थ के दो टुकड़ों का द्रव्यमान क्रमशः 2 किलोग्राम तथा 4 किलोग्राम है, समान ऊष्मा देने पर किसका ताप अधिक बढ़ेगा ?
Answer: किसी वस्तु के तापमान में वृद्धि के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा उस वस्तु के द्रव्यमान पर निर्भर करती है। जिस वस्तु का द्रव्यमान कम होता है, उसे समान मात्रा में ऊष्मा देने पर उसका तापमान अधिक बढ़ता है। चूंकि यहाँ समान पदार्थ के दो टुकड़ों का द्रव्यमान \( 2 \) किलोग्राम और \( 4 \) किलोग्राम है और उन्हें समान ऊष्मा दी जा रही है, इसलिए \( 2 \) किलोग्राम द्रव्यमान वाले टुकड़े का ताप \( 4 \) किलोग्राम वाले टुकड़े की तुलना में अधिक बढ़ेगा। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि कम द्रव्यमान वाले पदार्थ को समान मात्रा में गर्मी देने पर उसकी प्रति इकाई द्रव्यमान ऊर्जा अधिक बढ़ जाती है।
In simple words: \( 2 \) किलोग्राम वाले टुकड़े का तापमान ज़्यादा बढ़ेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि कम वज़न वाली चीज़ों का तापमान एक जैसी गर्मी देने पर ज़्यादा तेज़ी से बढ़ता है।

🎯 Exam Tip: याद रखें कि समान ऊष्मा देने पर, जिस वस्तु का द्रव्यमान कम होता है, उसका तापमान अधिक बढ़ता है।

प्रश्न 14. 0.2 किग्रा द्रव के ताप को \( 20^\circ C \) से \( 70^\circ C \) तक बढ़ाने के लिये \( 700 \) कैलोरी ऊष्मा की आवश्यकता होती है। द्रव की विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात कीजिये ।
(क) कैलोरी में
(ख) जूल में
Answer:
दी गई ऊष्मा की मात्रा \( Q = 700 \) कैलोरी
द्रव का द्रव्यमान \( m = 0.2 \) किग्रा.
तापमान में वृद्धि \( \Delta t = 70^\circ C - 20^\circ C = 50^\circ C \)
विशिष्ट ऊष्मा का सूत्र है: \( S = \frac{Q}{m \Delta t} \)

(क) कैलोरी में विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात करने के लिए:
\[ S = \frac{700 \text{ कैलोरी}}{0.2 \text{ किग्रा.} \times 50^\circ C} \] \[ S = \frac{700}{10} \] \[ S = 70 \text{ कैलोरी/किग्रा.}^\circ C \]
(ख) जूल में विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात करने के लिए, पहले \( Q \) को जूल में बदलते हैं:
\( 1 \) कैलोरी \( = 4.18 \) जूल
\( Q = 700 \times 4.18 = 2926 \) जूल
अब जूल में विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात करते हैं:
\[ S = \frac{2926 \text{ जूल}}{0.2 \text{ किग्रा.} \times 50^\circ C} \] \[ S = \frac{2926}{10} \] \[ S = 292.6 \text{ जूल/किग्रा.}^\circ C \] विशिष्ट ऊष्मा पदार्थ का एक महत्वपूर्ण गुण है जो बताता है कि उसे गर्म करने में कितनी ऊर्जा लगेगी।
In simple words: द्रव को गर्म करने के लिए \( 700 \) कैलोरी ऊर्जा लगी। द्रव का वज़न \( 0.2 \) किग्रा. था और तापमान \( 50^\circ C \) बढ़ा। इससे पता चलता है कि उसकी विशिष्ट ऊष्मा \( 70 \) कैलोरी/किग्रा.\(^\circ C \) या \( 292.6 \) जूल/किग्रा.\(^\circ C \) है।

🎯 Exam Tip: विशिष्ट ऊष्मा के सूत्र को याद रखें और कैलोरी को जूल में बदलने के लिए \( 4.18 \) के गुणांक का उपयोग करें। इकाइयों का ध्यान रखना महत्वपूर्ण है।

प्रश्न 15. 0.2 किग्रा द्रव को \( 135^\circ C \) से \( 25^\circ C \) तक ठंडा करने में द्रव से निकली ऊष्मीय ऊर्जा ज्ञात कीजिये। जबकि द्रव की विशिष्ट ऊष्मा \( 750 \) जूल/किग्रा \(^\circ C \) है।
Answer:
द्रव का द्रव्यमान \( m = 0.2 \) किग्रा.
विशिष्ट ऊष्मा \( S = 750 \) जूल/किग्रा.\(^\circ C \)
तापमान में परिवर्तन \( \Delta t = \text{प्रारंभिक तापमान} - \text{अंतिम तापमान} = 135^\circ C - 25^\circ C = 110^\circ C \)
ऊष्मीय ऊर्जा ज्ञात करने का सूत्र है: \( Q = m \times S \times \Delta t \)
सूत्र में मान रखने पर:
\[ Q = 0.2 \text{ किग्रा.} \times 750 \text{ जूल/किग्रा.}^\circ C \times 110^\circ C \] \[ Q = 150 \times 110 \] \[ Q = 16500 \text{ जूल} \] इस द्रव को ठंडा करने पर \( 16500 \) जूल की ऊष्मीय ऊर्जा निकली।
In simple words: \( 0.2 \) किग्रा द्रव को \( 135^\circ C \) से \( 25^\circ C \) तक ठंडा करने पर \( 16500 \) जूल गर्मी निकली। इसकी विशिष्ट ऊष्मा \( 750 \) जूल/किग्रा.\(^\circ C \) थी।

🎯 Exam Tip: ऊष्मीय ऊर्जा (\( Q \)) के सूत्र \( Q = m S \Delta t \) को सही ढंग से लागू करें और सभी दिए गए मानों को सही इकाइयों में रखें।