Mix Example - MATTER IN OUR SURROUNDINGS Questions in Gujarati

(N/A) વાયુઓમાં કણો વચ્ચે ખાલી જગ્યા વધુ હોય છે અને તેનો કોઈ નિશ્ચિત આકાર કે કદ હોતું નથી,જે સાબિત કરે છે કે $CO_2$ એક વાયુ છે.
$(b)$ દબાણ વધારીને અને તાપમાન ઘટાડીને વાયુને પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાય છે,જેનાથી વાયુના કણો એકબીજાની નજીક આવે છે.
$(c)$ ઘન $CO_2$ ને ડ્રાય આઈસ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે ઉર્ધ્વપાતન (sublimation) પામે છે,એટલે કે તે પ્રવાહી અવસ્થામાં આવ્યા વિના સીધું જ ઘનમાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$(d) (i)$ $CNG$: કોમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગેસ (Compressed Natural Gas).
$(ii)$ $LPG$: લિક્વિફાઇડ પેટ્રોલિયમ ગેસ (Liquefied Petroleum Gas).

(N/A) ખાંડના સ્ફટિકોના કણો પાણીના કણો વચ્ચેની ખાલી જગ્યામાં ગોઠવાઈ જાય છે,તેથી કદમાં નોંધપાત્ર વધારો થતો નથી.
$(b)$ ભીના કપડામાં રહેલું પાણી બાષ્પીભવનની ગુપ્ત ઉષ્માને કારણે શરીરની વધારાની ગરમી શોષી લે છે,જે શરીરનું તાપમાન ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.
$(c)$ નેપ્થલીન બોલ ઉર્ધ્વપાતન (sublimation) અનુભવે છે,જેમાં તેઓ કોઈ પણ અવશેષ છોડ્યા વિના સીધા ઘન અવસ્થામાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$(d)$ લાકડાના ટેબલનો આકાર અને કદ નિશ્ચિત હોય છે અને તે સખત તથા અદબનીય (incompressible) હોય છે,જે ઘન પદાર્થના લાક્ષણિક ગુણધર્મો છે.
$(e)$ કુતરાઓ લાળના બાષ્પીભવન માટે સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધારવા માટે તેમની જીભ બહાર કાઢે છે,જેનાથી તેમના શરીર પર ઠંડકની અસર થાય છે.

(N/A) પ્રવૃત્તિ:
$(i)$ કોપર સલ્ફેટના $2-3$ સ્ફટિક લો અને તેને $100\, mL$ પાણીમાં ઓગાળો.
$(ii)$ આ દ્રાવણમાંથી આશરે $10\, mL$ દ્રાવણ લો અને તેને $90\, mL$ શુદ્ધ પાણીમાં ઉમેરો.
$(iii)$ આ નવા દ્રાવણમાંથી $10\, mL$ લો અને તેને બીજા $90\, mL$ શુદ્ધ પાણીમાં ઉમેરો.
$(iv)$ આ મંદન પ્રક્રિયાનું પુનરાવર્તન કરતા રહો.
અવલોકન:
કોપર સલ્ફેટના એક સ્ફટિકમાં લાખો સૂક્ષ્મ કણો હોય છે જે દરેક મંદન સાથે નાના ને નાના ભાગોમાં વિભાજિત થતા રહે છે. આ દર્શાવે છે કે દ્રવ્યના કણો ખૂબ જ સૂક્ષ્મ હોય છે.
$(b)$ જે વસ્તુ દળ ધરાવે છે અને જગ્યા રોકે છે તેને દ્રવ્ય કહેવાય છે.
$(i)$ ઘન: ઘન અવસ્થામાં ઘટક કણો વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ સૌથી વધુ હોય છે.
$(ii)$ વાયુ: વાયુ અવસ્થામાં ઘટક કણો વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ સૌથી ઓછું હોય છે.
$(c)$ હા,ખાંડ અને સામાન્ય મીઠું ઘન પદાર્થો છે. ભલે તેઓ જે પાત્રમાં રાખવામાં આવે તેનો આકાર ધારણ કરે છે,પરંતુ દરેક વ્યક્તિગત સ્ફટિકનો આકાર નિશ્ચિત રહે છે. તેથી,તેઓ ઘન પદાર્થો ગણાય છે.

(N/A) બાષ્પીભવન દરમિયાન,સપાટી પરના કણોનો એક નાનો અંશ જેની પાસે વધુ $KE$ (ગતિજ ઉર્જા) હોય છે,તે અન્ય કણોના આકર્ષણ બળથી મુક્ત થઈને વરાળમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$(b)$ $(i)$ તાપમાન વધવાથી બાષ્પીભવનનો દર વધે છે કારણ કે તાપમાનમાં વધારો થવાથી કણોને વધુ $KE$ મળે છે,જેનાથી વધુ કણો સપાટી છોડી શકે છે.
$(ii)$ પવનની ગતિ વધવાથી બાષ્પીભવનનો દર વધે છે કારણ કે ગતિશીલ હવા પાણીની વરાળના કણોને દૂર લઈ જાય છે,જેનાથી આસપાસના વિસ્તારમાં પાણીની વરાળનું પ્રમાણ ઘટે છે.
$(iii)$ ભેજ વધવાથી બાષ્પીભવનનો દર ઘટે છે કારણ કે હવામાં પહેલેથી જ પાણીની વરાળનું પ્રમાણ વધુ હોય છે,જેથી વધારાના પાણીના અણુઓ માટે બાષ્પીભવન થવા માટે ઓછી જગ્યા રહે છે.

(N/A) સરખામણી નીચે મુજબ છે:

ગુણધર્મ	લાકડાનો ટુકડો	પાણી	હવા
$(i)$ સંકોચનક્ષમતા	નહિવત	ખૂબ ઓછી	વધારે
$(ii)$ કણોની ગતિ	સૌથી ઓછી (માત્ર કંપન)	લાકડા કરતા વધારે	ખૂબ વધારે (અસ્તવ્યસ્ત)
$(iii)$ સખતપણું	સખત	તરલ	તરલ

$(b)$ $(i)$ વાયુના કણો સતત અસ્તવ્યસ્ત ગતિ કરતા હોય છે. જ્યારે તેઓ પાત્રની દીવાલો સાથે અથડાય છે,ત્યારે તેઓ એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ બળ લગાડે છે,જેને દબાણ કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ પ્રવાહીને તરલ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં વહન પામવાનો અને જે પાત્રમાં રાખવામાં આવે તેનો આકાર ધારણ કરવાનો ગુણધર્મ હોય છે,જે તરલ પદાર્થોની લાક્ષણિકતા છે.

(N/A) $(i)$ આકર્ષણ બળ: $\text{ઓક્સિજન વાયુ} < \text{કેરોસીન} < \text{લોખંડની ખીલી}$.
$(ii)$ આંતરઆણ્વીય અવકાશ: $\text{લોખંડની ખીલી} < \text{કેરોસીન} < \text{ઓક્સિજન વાયુ}$.
$(b)$ $(i)$ સખતપણું: આ દ્રવ્યનો એવો ગુણધર્મ છે જે બાહ્ય બળ સામે પોતાનો આકાર જાળવી રાખે છે.
$(ii)$ સંકોચનક્ષમતા: આ દ્રવ્યનો એવો ગુણધર્મ છે જેના કારણે દબાણ હેઠળ દ્રવ્યના કણો એકબીજાની નજીક આવી શકે છે.
$(iii)$ પ્રસરણ: દ્રવ્યના કણોનું એકબીજામાં ભળી જવાની પ્રક્રિયાને પ્રસરણ કહે છે.

(N/A) સમાનતા: બંને પ્રક્રિયાઓમાં પ્રવાહીનું વરાળમાં રૂપાંતર થાય છે.
તફાવત: બાષ્પીભવન એ સપાટી પર થતી ઘટના છે,જ્યારે ઉત્કલન એ સમગ્ર જથ્થામાં થતી ઘટના છે.
$(b)$ $(i)$ સુતરાઉ કપડાં પાણીના સારા શોષક છે. તે આપણા શરીરનો પરસેવો શોષી લે છે અને તેને બાષ્પીભવન માટે વાતાવરણમાં ખુલ્લો મૂકે છે,જેનાથી ઠંડકનો અનુભવ થાય છે.
$(ii)$ કપાળ પર મૂકવામાં આવેલો ભીનો રૂમાલ શરીરની ગરમી શોષી લે છે કારણ કે પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. બાષ્પીભવનની આ પ્રક્રિયા ઠંડક ઉત્પન્ન કરે છે,જે શરીરનું તાપમાન ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.
$(iii)$ ચોમાસા દરમિયાન વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ વધારે હોય છે. હવામાં પહેલેથી જ પાણીની વરાળ હોવાથી,બાષ્પીભવનનો દર ઘટી જાય છે,જેના કારણે ભીના કપડાં ધીમેથી સુકાય છે.

(A) $(i)$ સખતપણું: દ્રવ્યનો એવો ગુણધર્મ કે જેના દ્વારા તે પોતાનો આકાર જાળવી રાખે છે.
$(ii)$ સંકોચનીયતા: દ્રવ્યનો એવો ગુણધર્મ કે જેના દ્વારા બાહ્ય દબાણ લગાવીને તેના કણોને એકબીજાની નજીક લાવી શકાય છે.
$(iii)$ ઘનતા: પદાર્થના એકમ કદ દીઠ દળને ઘનતા કહે છે,જે $\text{Density} = \frac{\text{Mass}}{\text{Volume}}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.

ગુણધર્મ	ઘન	પ્રવાહી	વાયુ
સખતપણું	સખત	પ્રવાહી	પ્રવાહી
સંકોચનીયતા	નહિવત	ખૂબ ઓછી	વધારે
ઘનતા	વધારે	ઘન કરતા ઓછી	સૌથી ઓછી

(A) ઘન પદાર્થનું ગલનબિંદુ એ ઘન પદાર્થના ઘટક કણો (પરમાણુઓ,આયનો અથવા અણુઓ) વચ્ચેના આકર્ષણ બળની મજબૂતીનું માપ છે.
ઊંચું ગલનબિંદુ સૂચવે છે કે કણો મજબૂત આકર્ષણ બળો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે,જેના કારણે આ બળોને તોડવા અને પદાર્થને ઘન અવસ્થામાંથી પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વધુ ઉર્જા (ઉષ્મા) ની જરૂર પડે છે.

(A) $373 \, K$ તાપમાને વરાળ વધુ ગંભીર દાઝી શકે છે.
આનું કારણ એ છે કે વરાળમાં બાષ્પીભવનની ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat of vaporization) જેટલી વધારાની ઉર્જા હોય છે.
$373 \, K$ તાપમાને,વરાળમાં રહેલા પાણીના અણુઓએ પ્રવાહી અવસ્થામાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થવા માટે વધારાની ઉષ્માનું શોષણ કરેલું હોય છે.
જ્યારે વરાળ ત્વચાના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તે તેની ઉષ્મીય ઉર્જાની સાથે આ ગુપ્ત ઉષ્મા પણ મુક્ત કરે છે,જેના પરિણામે સમાન તાપમાને રહેલા પાણીની સરખામણીમાં વરાળથી વધુ ગંભીર રીતે દાઝી શકાય છે.

(N/A) ઘન $CO_2$ ને 'ડ્રાય આઈસ' (સૂકો બરફ) કહેવામાં આવે છે. તેને ડ્રાય આઈસ કહેવાનું કારણ એ છે કે,$1 \text{ વાતાવરણ}$ જેટલા અચળ દબાણે,ઘન $CO_2$ પ્રવાહી અવસ્થામાં આવ્યા વગર સીધું જ વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે,જેને ઉર્ધ્વપાતન (sublimation) કહેવાય છે.

(B) વાયુઓને પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે નીચેની બે ભૌતિક રાશિઓમાં ફેરફાર કરવો જરૂરી છે:
$(i)$ દબાણ વધારવું: દબાણ વધારવાથી વાયુના કણો એકબીજાની નજીક આવે છે,જેનાથી કણો વચ્ચેની ખાલી જગ્યા ઘટે છે.
$(ii)$ તાપમાન ઘટાડવું: તાપમાન ઘટાડવાથી કણોની ગતિજ ઊર્જા ઘટે છે,જે કણો વચ્ચેના આકર્ષણ બળમાં વધારો કરે છે,જેના પરિણામે વાયુ પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(N/A) $(i)$ વાયુના અણુઓ બધી દિશાઓમાં સતત અને અનિયમિત ગતિ કરતા હોય છે. ગતિ દરમિયાન,તેઓ એકબીજા સાથે અને પાત્રની દીવાલો સાથે અથડાય છે. આ અથડામણને કારણે પાત્રની દીવાલો પર એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ બળ લાગે છે,જેને દબાણ કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ વાયુના કણો વચ્ચે આકર્ષણ બળ નહિવત હોય છે અને કણો પાસે ખૂબ જ ગતિ ઊર્જા હોય છે. આના કારણે તેઓ મુક્તપણે ગતિ કરી શકે છે અને જે પાત્રમાં રાખવામાં આવે છે તેની તમામ ઉપલબ્ધ જગ્યા રોકી લે છે.

(N/A)

ગુણધર્મોમાં વિવિધતા	દ્રવ્યની અવસ્થા પર અસર
$(i)$ તાપમાન	તાપમાનમાં વધારો થવાથી ઘન અવસ્થા પીગળીને પ્રવાહી બને છે અને પ્રવાહી ઉકળીને વાયુ અવસ્થામાં ફેરવાય છે.
$(ii)$ દબાણ	દબાણમાં વધારો થવાથી વાયુ અવસ્થાનું પ્રવાહીકરણ થાય છે અને પ્રવાહીને વધુ દબાવી શકાય છે.
$(iii)$ કણો વચ્ચેની જગ્યા	કણો વચ્ચેની જગ્યા ઘન પદાર્થોમાં ન્યૂનતમ,પ્રવાહીમાં મધ્યમ અને વાયુઓમાં મહત્તમ હોય છે,જે તાપમાન અને દબાણ દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(iv)$ આંતર-આણ્વીય બળો	ઘન પદાર્થોમાં સૌથી વધુ,પ્રવાહીમાં ઓછા અને વાયુઓમાં નહિવત હોય છે,જે ભૌતિક અવસ્થા નક્કી કરે છે.
$(v)$ ગતિજ ઉર્જા	ઊંચા તાપમાને વધુ ગતિજ ઉર્જાને કારણે ઘનમાંથી પ્રવાહી અને પ્રવાહીમાંથી વાયુમાં રૂપાંતર થાય છે.

(N/A) બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રવાહીના કણો આસપાસના વાતાવરણમાંથી ઉર્જાનું શોષણ કરે છે જેથી તેઓ આકર્ષણ બળને તોડીને બાષ્પ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થઈ શકે. આસપાસના વાતાવરણમાંથી ઉર્જાનું આ શોષણ આસપાસના વિસ્તારને ઠંડું બનાવે છે.
$(b)$ માટીના ઘડાની સપાટી પર અસંખ્ય અત્યંત સૂક્ષ્મ છિદ્રો હોય છે. આ છિદ્રો દ્વારા પાણી સતત બહાર આવે છે અને તેનું બાષ્પીભવન થાય છે. આ બાષ્પીભવન માટે જરૂરી ઉર્જા ઘડાની અંદર રહેલા બાકીના પાણીમાંથી લેવામાં આવે છે. જેમ જેમ પાણીમાંથી ગરમી દૂર થાય છે,તેમ તેમ તે ઠંડું પડે છે.

(N/A) $(i)$ ઓક્સિજનને કોઈ નિશ્ચિત આકાર કે નિશ્ચિત કદ હોતું નથી,જે વાયુઓનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.
$(ii)$ ઓક્સિજનના કણોમાં ગતિજ ઉર્જા વધુ હોય છે અને તેમની વચ્ચે આંતરઆણ્વીય અવકાશ વધુ હોય છે,જેના કારણે તે હવામાં સરળતાથી પ્રસરણ પામે છે.
$(iii)$ ઓક્સિજન પાત્રની દીવાલો પર દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે અને તેને ઊંચા દબાણ તથા નીચા તાપમાને સંકોચી કે પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાય છે.

(N/A) દ્રવ્યની જે અવસ્થામાં કણોના સ્તરો એકબીજા પર સરળતાથી સરકી શકે છે તેને પ્રવાહી અવસ્થા કહે છે. પ્રવાહીમાં,આંતરઆણ્વીય બળો ઘન પદાર્થો કરતા નબળા હોય છે,જે કણોને વહેવાની ક્ષમતા આપે છે.
$(b)$ દ્રવ્યની જે અવસ્થામાં આકર્ષણ બળ ખૂબ જ નબળું હોવાને કારણે કણો અસ્તવ્યસ્ત ગતિ કરે છે તેને વાયુ અવસ્થા કહે છે. વાયુઓમાં,આંતરઆણ્વીય બળો નગણ્ય હોય છે,જેના કારણે કણો બધી દિશાઓમાં મુક્તપણે અને અસ્તવ્યસ્ત રીતે ગતિ કરી શકે છે.

(N/A) દ્રવ્ય પર લાગુ પડતા દબાણમાં વધારો કે ઘટાડો કરીને તેની ભૌતિક અવસ્થા બદલી શકાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,વાયુ પર ઊંચું દબાણ લગાવીને તેને પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાય છે (લિક્વિફિકેશન). આવું એટલા માટે થાય છે કારણ કે ઊંચા દબાણને કારણે વાયુના અણુઓ એકબીજાની નજીક આવે છે,જેનાથી તેમની વચ્ચેનું આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળ વધે છે અને વાયુ પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(B) તાપમાનનો સાચો ક્રમ $T_C < T_B < T_A$ છે.
કારણ: કણોની ગતિઊર્જા એ પદાર્થના નિરપેક્ષ તાપમાનના સમપ્રમાણમાં હોય છે. જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ કણોની ગતિઊર્જા પણ વધે છે. આપેલી ગતિઊર્જાનો ક્રમ $E_A > E_B > E_C$ હોવાથી,તેના અનુરૂપ તાપમાનનો ક્રમ પણ $T_A > T_B > T_C$ જ હોય. તેથી,વધતા ક્રમમાં તાપમાન $T_C < T_B < T_A$ થશે.

(A) ગુણધર્મોને ઉતરતા ક્રમમાં (સૌથી વધુથી સૌથી ઓછા) નીચે મુજબ ગોઠવવામાં આવ્યા છે:
$(a)$ ગતિજ ઉર્જા: વાયુઓના કણોમાં આંતરઆણ્વીય અવકાશ અને વધુ ઝડપને કારણે ગતિજ ઉર્જા સૌથી વધુ હોય છે, ત્યારબાદ પ્રવાહી અને પછી ઘન પદાર્થો આવે છે। તેથી, ક્રમ છે: $\text{હાઇડ્રોજન } (\text{વાયુ}) > \text{પાણી } (\text{પ્રવાહી}) > \text{મધ } (\text{ચીકણું પ્રવાહી})$.
$(b)$ ઘનતા: ઘનતા એટલે એકમ કદ દીઠ દળ। ઘન પદાર્થો અથવા ચીકણા પ્રવાહીઓ, પ્રવાહી કરતા વધુ ઘટ્ટ હોય છે, અને પ્રવાહીઓ વાયુઓ કરતા વધુ ઘટ્ટ હોય છે। તેથી, ક્રમ છે: $\text{મધ } > \text{પાણી } > \text{હાઇડ્રોજન}$.

(N/A) ગલનગુપ્ત ઉષ્મા એટલે પદાર્થના ગલનબિંદુએ $1 \, kg$ ઘન પદાર્થને પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
બરફના ગલનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,આપવામાં આવતી ઉષ્માનો ઉપયોગ કણો વચ્ચેના આકર્ષણ બળોને તોડીને પદાર્થની અવસ્થા બદલવામાં થાય છે. આ ઉર્જા કણોની ગતિજ ઉર્જા વધારવાને બદલે આંતરઆણ્વીય બંધો તોડવામાં વપરાતી હોવાથી,તાપમાનમાં વધારો થતો નથી અને તે અચળ રહે છે.

(N/A) વરાળમાં રહેલા પાણીના કણો બાષ્પીભવનની ગુપ્ત ઉષ્માને કારણે ઉચ્ચ ગતિજ ઉર્જા ધરાવે છે. જ્યારે વરાળ ત્વચાના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તે આ વધારાની ઉષ્મા ઉર્જા મુક્ત કરે છે,જેનાથી ગંભીર દાઝી શકાય છે.
તેનાથી વિપરીત,બરફના કિસ્સામાં,પાણીના કણો ઓછી ઉર્જા ધરાવે છે. જ્યારે બરફ ત્વચાના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તે ઘનમાંથી પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થવા માટે આસપાસમાંથી (અથવા શરીર પાસેથી) ઉષ્મા ઉર્જાનું શોષણ કરે છે,જેના પરિણામે ઠંડકની અસર અનુભવાય છે.

(N/A) ઘન અવસ્થા: ઘન પદાર્થોનું બંધારણ સખત હોય છે,જેના પરિણામે તેનો આકાર,કદ અને દળ નિશ્ચિત હોય છે.
$(b)$ વાયુ અવસ્થા: વાયુઓમાં કણો એકબીજાથી ઘણા દૂર હોય છે અને તેમની વચ્ચે આંતરઆણ્વીય બળો નહિવત હોય છે,જેના કારણે તેમાં આકર્ષણ બળ ન્યૂનતમ હોય છે.
$(c)$ ઘન અવસ્થા: ઘન પદાર્થોમાં કણો એકબીજાની ખૂબ નજીક ગોઠવાયેલા હોય છે અને તેમની વચ્ચે પ્રબળ આંતરઆણ્વીય બળો હોય છે,જેના કારણે તેમાં આકર્ષણ બળ મહત્તમ હોય છે.

(C) દ્રવ્યની અવસ્થાઓનું આંતરરૂપાંતરણ નીચેની બે રીતો દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે:
$(i)$ તાપમાન બદલીને: તાપમાન વધારવાથી કે ઘટાડવાથી પદાર્થ પોતાની અવસ્થા બદલી શકે છે (દા.ત.,બરફનું પાણીમાં પીગળવું અથવા પાણીનું બરફમાં જામી જવું).
$(ii)$ દબાણ બદલીને: દબાણ વધારવાથી કે ઘટાડવાથી પણ દ્રવ્યની અવસ્થા બદલી શકાય છે,ખાસ કરીને વાયુઓમાં (દા.ત.,ઊંચું દબાણ અને નીચું તાપમાન આપીને વાયુઓનું પ્રવાહીકરણ કરવું).

(N/A) ગલનબિંદુ એટલે તે તાપમાન કે જે દબાણે ઘન પદાર્થ પીગળીને પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
ગલન (fusion) એ ઘન પદાર્થનું પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતર થવાની ભૌતિક પ્રક્રિયા છે.
વૈજ્ઞાનિક દ્રષ્ટિએ,ગલનબિંદુ અને ગલન (fusion) એ ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં થતા રૂપાંતરણની એક જ પ્રક્રિયાના બે પાસાં છે,એટલે કે તે બંને એકબીજાથી અલગ નથી.

(N/A) અવસ્થા બદલાતી વખતે,આપવામાં આવતી ઉષ્મા ઉર્જાનો ઉપયોગ પદાર્થના કણો વચ્ચેના આકર્ષણ બળને તોડવા માટે થાય છે. આ ઉર્જાને ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat) કહેવામાં આવે છે. કારણ કે આ ઉર્જા કણોની ગતિજ ઉર્જામાં વધારો કરતી નથી,તેથી અવસ્થા પરિવર્તન દરમિયાન પદાર્થનું તાપમાન અચળ રહે છે.

(N/A) બાષ્પીભવન એટલે ઉત્કલનબિંદુથી નીચેના કોઈપણ તાપમાને પ્રવાહીનું વરાળમાં રૂપાંતર થવાની ઘટના.

બાષ્પીભવન	ઉત્કલન (Boiling)
$1.$ બાષ્પીભવન તમામ તાપમાને પોતાની મેળે થાય છે.	$1.$ ઉત્કલન ત્યારે જ થાય છે જ્યારે પ્રવાહીને ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે.
$2.$ બાષ્પીભવન એ સપાટી પર થતી ઘટના છે,એટલે કે તે માત્ર પ્રવાહીની સપાટી પરથી જ થાય છે.	$2.$ ઉત્કલન એ સમગ્ર જથ્થામાં થતી ઘટના છે,એટલે કે તેમાં સમગ્ર પ્રવાહીમાંથી વરાળ બને છે.
$3.$ બાષ્પીભવન ઠંડક ઉત્પન્ન કરે છે.	$3.$ ઉત્કલન કોઈ ઠંડક ઉત્પન્ન કરતું નથી.

(D) $(i)$ કાર્બન ડાયોક્સાઇડને નીચેના કારણોસર વાયુ કહેવામાં આવે છે:
$(a)$ તેને કોઈ નિશ્ચિત કદ કે નિશ્ચિત આકાર હોતો નથી,કારણ કે તે જે પાત્રમાં રાખવામાં આવે છે તેને સંપૂર્ણપણે ભરી દે છે.
$(b)$ તે પાત્રની દીવાલો પર દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે.
$(ii)$ વાયુઓમાં આંતરઆણ્વીય અંતર ખૂબ વધારે હોય છે અને આકર્ષણ બળ ખૂબ જ નબળું હોય છે. આ હકીકતને કારણે,વાયુના કણો તેમને ઉપલબ્ધ સમગ્ર અવકાશમાં ગતિ કરવા માટે સંપૂર્ણપણે મુક્ત હોય છે. તેથી,વાયુ જે પાત્રમાં રાખવામાં આવે છે તેને સંપૂર્ણપણે ભરી દે છે.
$(iii)$ આંતરઆણ્વીય અવકાશ વાયુઓમાં મહત્તમ,પ્રવાહીમાં મધ્યમ અને ઘન પદાર્થોમાં ન્યૂનતમ હોય છે. તેથી,જ્યારે દબાણ લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે વાયુના કણો એકબીજાની નજીક આવે છે અને કદ ઘટે છે,જેના કારણે વાયુઓ અત્યંત દબનીય હોય છે. જોકે,પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોના કણો પહેલેથી જ એકબીજાની નજીક હોય છે,તેથી તેમને વધુ નજીક લાવી શકાતા નથી અને તેથી પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થો લગભગ અદબનીય (incompressible) હોય છે.

(A) પ્રસરણ એટલે કણોનું વધુ સાંદ્રતા ધરાવતા વિસ્તારમાંથી ઓછી સાંદ્રતા ધરાવતા વિસ્તાર તરફનું વહન.
$Gases$ (વાયુઓ) માં,કણો એકબીજાથી ઘણા દૂર હોય છે અને તેમની પાસે ઉચ્ચ ગતિજ ઉર્જા હોય છે,જે તેમને તમામ દિશાઓમાં મુક્તપણે અને ઝડપથી ગતિ કરવા દે છે.
$Liquids$ (પ્રવાહીઓ) માં,કણો વાયુઓ કરતા એકબીજાની નજીક હોય છે,અને $Solids$ (ઘન પદાર્થો) માં,તેઓ ખૂબ જ ઓછી ગતિ સાથે ચુસ્તપણે ગોઠવાયેલા હોય છે.
તેથી,ઉચ્ચ ગતિજ ઉર્જા અને મોટા આંતરઆણ્વીય અવકાશને કારણે,પ્રસરણનો દર $Gases$ (વાયુઓ) માં સૌથી વધુ હોય છે.

(B) બાષ્પીભવન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં પ્રવાહી તેના ઉત્કલન બિંદુથી નીચેના કોઈપણ તાપમાને વરાળમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માત્ર પ્રવાહીની સપાટી પર જ થાય છે કારણ કે સપાટી પરના કણો પાસે પ્રવાહીના જથ્થામાં રહેલા કણો કરતા વધુ ગતિજ ઉર્જા હોય છે,જે તેમને આકર્ષણ બળોને દૂર કરીને વાતાવરણમાં મુક્ત થવા દે છે.
તેથી,બાષ્પીભવનને સપાટીની ઘટના ગણવામાં આવે છે.

(C) બાષ્પીભવન એ સપાટી પર થતી ઘટના છે જેમાં પ્રવાહીની સપાટી પરના કણો આકર્ષણ બળોને દૂર કરવા અને બાષ્પ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થવા માટે પૂરતી ગતિજ ઉર્જા મેળવે છે.
આ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોને દૂર કરવા માટે,કણોને ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
આ ઉર્જા આસપાસના વાતાવરણમાંથી અથવા પ્રવાહીમાંથી જ લેવામાં આવે છે,જેના કારણે ઠંડક અનુભવાય છે.
તેથી,બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉષ્માનું શોષણ થાય છે.

(D) ઉકળવું એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં પ્રવાહી તેના ઉત્કલનબિંદુ તરીકે ઓળખાતા અચળ તાપમાને વાયુમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
બાષ્પીભવનથી વિપરીત,જે ફક્ત પ્રવાહીની સપાટી પર થાય છે,ઉકળવાની પ્રક્રિયા પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં થાય છે.
તેથી,પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થાને ગરમી આપવામાં આવે છે,અને પ્રવાહીના અંદરના ભાગમાં વરાળના પરપોટા બને છે જે સપાટી પર આવે છે.
આમ,ઉકળવાની પ્રક્રિયાને જથ્થાની ઘટના (Bulk phenomenon) માનવામાં આવે છે.

(D) દ્રવ્યની અવસ્થાની સ્થિરતા તેના કણોની ગતિઊર્જા પર આધાર રાખે છે.
ઊંચા તાપમાને,કણો પાસે વધુ ગતિઊર્જા હોય છે,જે વાયુ અવસ્થા તરફ દોરી જાય છે.
જેમ તાપમાન ઘટે છે,તેમ કણોની ગતિઊર્જા ઘટે છે,જેના કારણે તેઓ એકબીજાની નજીક આવે છે અને પ્રવાહી અને અંતે ઘન અવસ્થા બનાવે છે.
જો કે,અત્યંત નીચા તાપમાને (પરમ શૂન્યની નજીક),બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ $(BEC)$ અવસ્થા રચાય છે,જે અત્યંત ઓછી ઊર્જા અને ક્વોન્ટમ દ્રષ્ટિએ ઉચ્ચ સ્થિરતા ધરાવતી અવસ્થા છે.
સામાન્ય અવસ્થાઓમાં,ઘન અવસ્થા નીચા તાપમાને સૌથી વધુ સ્થાયી હોય છે,પરંતુ $BEC$ ખાસ કરીને પરમ શૂન્યની નજીકના તાપમાને તેની અસ્તિત્વ અને સ્થિરતા માટે જાણીતી છે.

(B) વાયુઓને ઊંચું દબાણ લગાડીને અને તાપમાન ઘટાડીને પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાય છે.
દબાણ વધારવાથી વાયુના કણો એકબીજાની નજીક આવે છે,જ્યારે તાપમાન ઘટાડવાથી તેમની ગતિજ ઊર્જા ઘટે છે,જેનાથી આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો કણોને પ્રવાહી અવસ્થામાં જકડી રાખવા માટે સક્ષમ બને છે.

(C) આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો એવા બળો છે જે પદાર્થમાં રહેલા કણો (પરમાણુઓ, અણુઓ અથવા આયનો) ને એકબીજા સાથે જકડી રાખે છે.
$\text{ઘન}$ પદાર્થોમાં, આ બળો ખૂબ જ મજબૂત હોય છે, જે કણોને નિશ્ચિત સ્થાન પર જકડી રાખે છે.
$\text{પ્રવાહી}$ પદાર્થોમાં, આ બળો ઘન કરતા નબળા હોય છે, જેના કારણે કણો એકબીજાની ઉપર સરકી શકે છે.
$\text{વાયુ}$ પદાર્થોમાં, કણો એકબીજાથી ઘણા દૂર હોય છે અને ખૂબ જ ઝડપથી અસ્તવ્યસ્ત ગતિ કરે છે, જેનો અર્થ છે કે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો નહિવત અથવા સૌથી ઓછા અસરકારક હોય છે.
$\text{પ્લાઝ્મા}$ એ આયનીકૃત વાયુ કણોનો બનેલો છે, જ્યાં ઊંચી ગતિજ ઉર્જા આકર્ષણ બળોને દૂર કરે છે.
તેથી, સાચો જવાબ $\text{વાયુ}$ છે.

(D) બાષ્પીભવન એ સપાટી પર થતી ઘટના છે,જેમાં પ્રવાહીની સપાટી પરના અણુઓ પૂરતી ગતિજ ઉર્જા મેળવે છે જેથી તેઓ આંતરઆણ્વિય આકર્ષણ બળોને તોડીને બાષ્પ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
ઉત્કલન (ઉકળવું) જે પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં એક ચોક્કસ ઉત્કલનબિંદુએ થાય છે,તેનાથી વિપરીત બાષ્પીભવન કોઈપણ તાપમાને થઈ શકે છે.
જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ બાષ્પીભવનનો દર વધે છે કારણ કે વધુ અણુઓ સપાટી છોડવા માટે પૂરતી ગતિજ ઉર્જા ધરાવે છે.

(A) પાણીનું બરફમાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને ઠારણ (freezing) અથવા ઘનીકરણ કહેવામાં આવે છે. આ અવસ્થા પરિવર્તન દરમિયાન,પાણીના અણુઓ તેમની ગતિ ઊર્જા ગુમાવે છે અને પ્રવાહી અવસ્થામાંથી ઘન અવસ્થામાં ફેરવાય છે. થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો મુજબ,જ્યારે કોઈ પદાર્થ ઉચ્ચ ઊર્જા અવસ્થા (પ્રવાહી) માંથી નીચી ઊર્જા અવસ્થા (ઘન) માં બદલાય છે,ત્યારે તેણે આસપાસના વાતાવરણમાં ઊર્જા મુક્ત કરવી પડે છે. તેથી,પાણીનું બરફમાં રૂપાંતર થતી વખતે ઉષ્મા મુક્ત થાય છે.

(B) પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ એ નિશ્ચિત તાપમાન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે જેના પર પ્રવાહીનું બાષ્પ દબાણ વાતાવરણીય દબાણની બરાબર થાય છે.
સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ $(1 \text{ atm})$ હેઠળ,દરેક શુદ્ધ પ્રવાહી એક ચોક્કસ અને અચળ તાપમાને ઉકળે છે,જેને તેનું ઉત્કલનબિંદુ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ હેઠળ પ્રવાહી નિશ્ચિત તાપમાને ઉકળે છે.

(C) કણો વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ ઘન પદાર્થોમાં સૌથી વધુ, પ્રવાહીમાં મધ્યમ અને વાયુઓમાં સૌથી ઓછું હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં, આપણે તેમને વધતા ક્રમમાં (વાયુ < પ્રવાહી < ઘન) ગોઠવવાની જરૂર છે.
વિકલ્પ $C$ માટે: ઓક્સિજન એ વાયુ છે, પાણી એ પ્રવાહી છે અને ખાંડ એ ઘન પદાર્થ છે.
તેથી, આકર્ષણ બળનો વધતો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{ઓક્સિજન} < \text{પાણી} < \text{ખાંડ}$.

(D) બાષ્પીભવન એ સપાટી પર થતી ઘટના છે જેમાં પ્રવાહીના અણુઓ પૂરતી ગતિજ ઉર્જા મેળવીને બાષ્પ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
બાષ્પીભવનનો દર વધારતા પરિબળો નીચે મુજબ છે:
$1$. સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધવું: વધુ અણુઓ સપાટી પર ખુલ્લા રહે છે.
$2$. તાપમાનમાં વધારો: અણુઓ ઉચ્ચ ગતિજ ઉર્જા મેળવે છે,જેથી વધુ અણુઓ બાષ્પમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.
$3$. ભેજમાં ઘટાડો: હવા વધુ પાણીની વરાળને સમાવી શકે છે.
$4$. પવનની ગતિમાં વધારો: પાણીની વરાળના કણો દૂર થાય છે,જેનાથી વધુ બાષ્પીભવન માટે જગ્યા મળે છે.
તેથી,પાણીના તાપમાનમાં વધારો કરવાથી બાષ્પીભવનનો દર વધે છે.

(A) ભૌતિકવિજ્ઞાન અને રસાયણવિજ્ઞાનમાં,પ્રવાહી (fluid) એવા પદાર્થ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે વહેવાની ક્ષમતા ધરાવે છે અને જ્યારે તેના પર શીયર સ્ટ્રેસ (shear stress) લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે તે કાયમી વિકૃતિનો પ્રતિકાર કરતું નથી.
વાયુઓ અને પ્રવાહીઓ બંને વહેવાની ક્ષમતા ધરાવે છે,તેથી જ તેમને સામૂહિક રીતે પ્રવાહી (fluids) કહેવામાં આવે છે.
બીજી તરફ,ઘન પદાર્થો ચોક્કસ આકાર જાળવી રાખે છે અને સામાન્ય સ્થિતિમાં વહેતા નથી.
તેથી,એ વિધાન કે વાયુઓ અને પ્રવાહીઓ પ્રવાહી (fluids) તરીકે વર્તે છે તે સાચું છે.

(B) તાપમાનને સેલ્સિયસ $(^{\circ} C)$ માંથી કેલ્વિન $(K)$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે,આપણે આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $K = ^{\circ} C + 273$.
$25^{\circ} C$ માટે: $25 + 273 = 298 \, K$.
$46^{\circ} C$ માટે: $46 + 273 = 319 \, K$.
$109^{\circ} C$ માટે: $109 + 273 = 382 \, K$.
આમ,સાચો ક્રમ $298 \, K, 319 \, K, 382 \, K$ છે.

(C) ઉર્ધ્વપાતન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં પદાર્થ પ્રવાહી અવસ્થામાં આવ્યા વિના સીધો ઘનમાંથી વાયુ અવસ્થામાં અથવા વાયુમાંથી સીધો ઘન અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે ઘનનું પ્રવાહીમાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને ગલન કહે છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે ઘનનું વાયુમાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને ઉર્ધ્વપાતન કહે છે.
વિકલ્પ $C$ સાચો છે કારણ કે તે નિક્ષેપન (deposition) પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરે છે,જે ઉર્ધ્વપાતનનો એક પ્રકાર છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે વાયુનું ઘનમાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને નિક્ષેપન કહે છે,ઠારણ નહીં.

(B) આ વિધાન ખોટું છે.
પ્રવાહી અથવા વાયુમાં નિલંબિત સૂક્ષ્મ કણોની અનિયમિત અને ઝિગ-ઝેગ ગતિને બ્રાઉનિયન ગતિ (Brownian motion) કહેવામાં આવે છે,ટિન્ડલ અસર નહીં.
ટિન્ડલ અસર એટલે કલીલ અથવા અતિ સૂક્ષ્મ નિલંબિત કણો દ્વારા પ્રકાશના કિરણોનું પ્રકીર્ણન થવાની ઘટના.

(A) આ વિધાન $True$ (ખરું) છે.
આંતરઆણ્વીય બળો એ આકર્ષણ અથવા અપાકર્ષણના બળો છે જે દ્રવ્યના પાડોશી કણો (પરમાણુઓ,અણુઓ અથવા આયનો) વચ્ચે કાર્ય કરે છે.
આ બળો દ્રવ્યની ભૌતિક અવસ્થા (ઘન,પ્રવાહી અથવા વાયુ) માટે જવાબદાર છે અને ઉત્કલન બિંદુ,ગલનબિંદુ અને સ્નિગ્ધતા જેવા ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.

(TRUE) આ વિધાન $True$ (ખરું) છે.
ઘન પદાર્થો તેમના ઘટક કણો વચ્ચેના પ્રબળ આંતરઆણ્વિય આકર્ષણ બળોને કારણે ચોક્કસ આકાર અને નિશ્ચિત કદ ધરાવે છે.
આ પ્રબળ બળોને કારણે,કણો નિશ્ચિત સ્થાનો પર જકડાયેલા રહે છે અને માત્ર તેમના મધ્યમાન સ્થાનની આસપાસ જ દોલન કરી શકે છે,જે તેમને પ્રવાહી અથવા વાયુઓની જેમ વહેતા અટકાવે છે.

(TRUE) આ વિધાન ખરું છે.
પ્રસરણ એ કણોનું વધુ સાંદ્રતા ધરાવતા વિસ્તારમાંથી ઓછી સાંદ્રતા ધરાવતા વિસ્તાર તરફ ગતિ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
પ્રવાહીમાં,પ્રસરણનો દર ઘણા પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે:
$1$. સ્નિગ્ધતા (Viscosity): પ્રવાહીની વધુ સ્નિગ્ધતા (જાડાઈ) કણોની ગતિમાં વધુ અવરોધ પેદા કરે છે,જેનાથી પ્રસરણનો દર ધીમો પડે છે.
$2$. રાસાયણિક સ્વભાવ: પ્રસરણ પામતા પદાર્થોના આંતરઆણ્વિય બળો અને અણુઓનું કદ તે માધ્યમમાં કેટલી સરળતાથી ગતિ કરી શકે છે તેને અસર કરે છે.
તેથી,સ્નિગ્ધતા અને રાસાયણિક સ્વભાવ બંને પ્રવાહીમાં પ્રસરણ દરના નિર્ણાયક પરિબળો છે.

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
નિરપેક્ષ તાપમાન માપક્રમ (absolute temperature scale) એ છે જે નિરપેક્ષ શૂન્ય $(0 \ K)$ થી શરૂ થાય છે,જે સૌથી નીચું શક્ય તાપમાન છે જ્યાં તમામ આણ્વિક ગતિ અટકી જાય છે.
સેલ્સિયસ સ્કેલ એ પાણીના ઠારણ બિંદુ $(0 \ ^\circ C)$ અને ઉત્કલન બિંદુ $(100 \ ^\circ C)$ પર આધારિત સાપેક્ષ માપક્રમ છે.
કેલ્વિન સ્કેલ એ વિજ્ઞાનમાં વપરાતો નિરપેક્ષ તાપમાન માપક્રમ છે.

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
સેલ્સિયસ માપક્રમ અને કેલ્વિન માપક્રમ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $T(K) = T(^{\circ}C) + 273.15$.
$0^{\circ} C$ માટે,કેલ્વિનમાં તાપમાન $0 + 273.15 = 273.15 \ K$ (જેને સામાન્ય રીતે $273 \ K$ તરીકે લેવામાં આવે છે) થાય છે.
તેથી,$0^{\circ} C = 273 \ K$ થાય,$-273 \ K$ નહીં.

(TRUE) આ વિધાન ખરું છે.
સેલ્સિયસ માપક્રમ અને કેલ્વિન માપક્રમ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $T(K) = T(^{\circ}C) + 273.15$.
સામાન્ય ગણતરીઓ માટે,આપણે $T(K) = T(^{\circ}C) + 273$ આશરે કિંમતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
$T(^{\circ}C) = -273$ મૂકતા,આપણને $T(K) = -273 + 273 = 0 K$ મળે છે.
તેથી,$-273^{\circ} C$ એ નિરપેક્ષ શૂન્ય (absolute zero) ને સમાન છે,જે $0 K$ છે.