BSC Physics Short Question Answer

BSC Physics Short Question Answer:-Ideal Gas: Kinetic model, deduction of Boyle’s law, interpretation of temperature, estimation of rms speeds of molecules. Brownian motion estimate of the Avogadro number. Equipartition of energy, specific heat of monoatomic gas, extension to di- and tri-atomic gases, behaviour at low temperatures. Adiabatic expansion of an ideal gas, applications to atmospheric physics. 

 

प्रश्न 11. साधारण वायु के सापेक्ष उस वायु में जो निर्वात में लीक कर जाती है, हाइड्रोजन तथा हीलियम की मात्रा अधिक होती है। अणुगति सिद्धान्त द्वारा इसे समझाइए। 

उत्तर : वायु में पायी जाने वाली गैसों में H₂, तथा He, अन्य गैसों N₂, O₂ इत्यादि की तुलना में बहुत हल्की हैं। अत: उनकी वर्ग-माध्य-मूल चालें अधिक होती हैं। इस कारण ये शीघ्र लीक कर जाती हैं।

 

प्रश्न 12. डाल्टन का आंशिक दाब का नियम से क्या अभिप्राय है? 

उत्तर : इस नियम के अनुसार, यदि किसी बर्तन में भरी अनेक गैसें परस्पर रासायनिक क्रिया न करती हों तो इन गैसों का सम्मिलित दाब उनके आंशिक दाबों के योग के बराबर होता है।

P = p₁+ p₂+……

 

प्रश्न 13. वान डर वाल्स नियतांक गैस के ताप पर क्यों निर्भर है? 

उत्तर : वान डर वाल्स नियतांक a व b पूर्णत: नियतांक नहीं हैं, बल्कि गैस का ताप. बदलने पर ‘कुछ’ बदल जाते हैं। a के बदलने का कारण यह है कि अणुओं के बीच आकर्षण-बल अणुओं की सान्द्रता को परिवर्तित कर देते हैं। यह परिवर्तन अणुओं की गतिज ऊर्जा अधिक होने पर अर्थात् ऊँचे ताप पर कम प्रभावी होगा। अतः नियतांक a, ताप का फलन है तथा ताप बढ़ने पर घटता है।

ताप के साथ b के बदलने का कारण यह है कि ऊँचे ताप पर अणुओं के बीच संघट्ट अधिक तीव्र होता है तथा अणु- परस्पर अधिक समीप आ जाते हैं। अतः अणुओं का प्रभावी व्यास और इस कारण b का मान, ताप के साथ कुछ बदल जाता है।

 

प्रश्न 14. यदि दाब नियत है, तो किस ताप पर हाइड्रोजन का वर्ग–माध्य–मूल वेग उसके N. T. P. पर मान के दो गुना हो जाएगा? 

उत्तर : यहाँ T = 0 + 273 = 273 K

 

 

प्रश्न 15. क्रान्तिक नियतांक क्या है? 

उत्तर : गैस के तीन क्रान्तिक नियतांक हैं—क्रान्तिक ताप, क्रान्तिक दाब तथा क्रान्तिक आयतन।

क्रान्तिक ताप (Critical Temperature)- किसी गैस का ‘क्रान्तिक ताप‘ T_C वह उच्चतम ताप है जिसके नीचे के तापों पर गैस केवल दाब द्वारा द्रवित की जा सकती है, परन्तु इसके ऊपर ताप पर किसी भी दाब द्वारा गैस को द्रवित नहीं किया जा सकता।

क्रान्तिक दाब (Critical Pressure)- किसी गैस को उसके क्रान्तिक ताप पर द्रवित करने के लिए आवश्यक दाब ‘क्रान्तिक दाब‘ P_c कहलाता है।

क्रान्तिक आयतन (Critical Volume)- क्रान्तिक ताप तथा क्रान्तिक दाब पर 1 ग्राम गैस का जितना आयतन होता है वह गैस का ‘क्रान्तिक आयतन‘ V_c कहलाता है।

 

प्रश्न 16. रुद्धोष्म प्रक्रम क्या है? 

उत्तर : जब किसी निकाय में कोई परिवर्तन इस प्रकार हो कि पूरी प्रक्रिया में निकाय न तो बाह्य वातावरण को ऊष्मा दे, और न ही उससे ऊष्मा ले, चाहे निकाय का ताप परिवर्तित हो जाए, तब इस प्रक्रम को ‘रुद्धोष्म प्रक्रम’ कहते हैं।

 

प्रश्न 17. रुद्धोष्म प्रसार एवं जूल–टॉमसन प्रभाव में अन्तर बताइए। 

उत्तर : (1) रुद्धोष्म प्रसार में केवल गैस ही कार्य करती है, जबकि जूल-टॉमसन प्रभाव में गैस भी कार्य करती है तथा गैस पर भी कार्य किया जाता है।

(2) रुद्धोष्म प्रसार लगभग उत्क्रमणीय प्रक्रम है, जबकि जूल-टॉमसन प्रभाव अनुत्क्रमणीय प्रक्रम है।

(3) रुद्धोष्म प्रसार में गैस की एन्ट्रॉपी नियत रहती है, जबकि जूल-टॉमसन प्रभाव में गैस की एन्थैल्पी नियत रहती है।

 

प्रश्न 18. जूल–टॉमसन प्रभाव क्या है?. 

उत्तर : जब कोई वास्तविक गैस स्थिर दाब पर किसी ऊष्मारोधी सरन्ध्र डाट में से गुजर कर निम्न स्थिर दाब की अवस्था में आती है तो गैस के ताप में कुछ परिवर्तन हो जाता है। इस प्रक्रिया को ‘जूल-टॉमसन प्रभाव’ कहते हैं।

 

प्रश्न 19. आदर्श गैस के जूल प्रसार का नियम लिखिए। 

उत्तर : इस नियम के अनुसार, किसी आदर्श गैस की आन्तरिक ऊर्जा गैस के आयतन पर निर्भर नहीं करती, केवल गैस के ताप पर निर्भर करती है।

गणितीय रूप में,

 

 

प्रश्न 20. ऊर्जा समविभाजन का नियम लिखिए। 

उत्तर : अणुओं के किसी गतिक निकाय की कुल आन्तरिक ऊर्जा, जबकि निकाय साम्य में है, अणुओं की सभी स्वातन्त्र्य कोटियों में समान रूप से वितरित होती है तथा प्रत्येक स्वातन्त्र्य कोटि से सम्बद्ध प्रति अणु औसत ऊर्जा 1/2kT होती है, जहाँ k बोल्ट्समान नियतांक है तथा tनिकाय का परम ताप है।

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