NCERT Class 7 Science Chapter 4 ऊष्मा
NCERT Solutions for Class 7 Science Chapter 4 ऊष्मा
प्रश्न 1.
प्रयोगशाला थर्मामीटर और क्लिनिकल थर्मामीटर के बीच समानताएँ और अंतर बताइए।
उत्तर:
समानताएँ:
- दोनों थर्मामीटर एक लंबी, संकीर्ण एकसमान कांच की ट्यूब से बने होते हैं।
- दोनों के एक सिरे पर बल्ब है।
- दोनों बल्बों में पारा होता है।
- दोनों ही ग्लास ट्यूब पर सेल्सियस पैमाने का उपयोग करते हैं।
मतभेद:
- क्लिनिकल थर्मामीटर का उपयोग केवल मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए किया जाता है, जबकि प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग मानव शरीर के अलावा अन्य वस्तुओं के तापमान को मापने के लिए किया जाता है।
- एक क्लिनिकल थर्मामीटर 35°C से 42°C के बीच तापमान पढ़ता है जबकि एक प्रयोगशाला थर्मामीटर की सीमा -10°C से 110°C है।
- क्लिनिकल थर्मामीटर में बल्ब के पास एक मोड़ होता है, जबकि प्रयोगशाला थर्मामीटर में कोई मोड़ नहीं होता।
प्रश्न 2.
ऊष्मा के चालक और कुचालक के दो-दो उदाहरण दीजिए।
उत्तर:
चालक - एल्युमीनियम, लोहा।
कुचालक - प्लास्टिक, लकड़ी।
प्रश्न 3.
रिक्त स्थान भरें:
a. किसी वस्तु की गर्मी उसके ……………… से निर्धारित होती है।
b. उबलते पानी का तापमान ………………. थर्मामीटर से नहीं मापा जा सकता।
c. तापमान ………………. डिग्री में मापा जाता है।
d. ………………. की प्रक्रिया द्वारा ऊष्मा के स्थानांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
e. एक ठंडे स्टील के चम्मच को गर्म दूध के कप में डुबोया जाता है। यह ………………. की प्रक्रिया द्वारा अपने दूसरे सिरे तक ऊष्मा स्थानांतरित करता है।
f. ………………. रंग के कपड़े हल्के रंग के कपड़ों की तुलना में ऊष्मा को बेहतर अवशोषित करते हैं।
उत्तर:
(a) तापमान
(b) नैदानिक
(c) सेल्सियस
(d) विकिरण
(e) चालन
(f) अंधेरा
प्रश्न 4.
सर्दियों में कपड़ों की एक से ज़्यादा परतें पहनने से हमें सिर्फ़ एक मोटा कपड़ा पहनने की तुलना में ज़्यादा गर्मी क्यों मिलती है, इस पर चर्चा कीजिए।
उत्तर:
अगर कपड़ों की एक से ज़्यादा परतें होंगी, तो उनके बीच हवा फँस जाएगी। हवा ऊष्मा की कुचालक होती है। इससे इन्सुलेशन बढ़ जाता है और इस तरह यह हमें गर्म रखकर हमारे लिए ज़्यादा आरामदायक हो जाता है।
प्रश्न 5.
नीचे दिए गए चित्र को देखिए। चिन्हित कीजिए कि ऊष्मा चालन, संवहन और विकिरण द्वारा कहाँ स्थानांतरित हो रही है।
उत्तर:
प्रश्न 6.
गर्म जलवायु वाले स्थानों में घरों की बाहरी दीवारों को सफेद रंग से रंगने की सलाह दी जाती है। व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
सफेद सतह वाली वस्तुएँ अधिक ऊष्मा परावर्तित करती हैं और कम अवशोषित करती हैं। इसलिए, बाहर से कम ऊष्मा दीवारों के माध्यम से घर में प्रवेश करेगी।
प्रश्न 7.
30°C के एक लीटर पानी को 50°C के एक लीटर पानी में मिलाया जाता है। मिश्रण का तापमान होगा
(a) 80°C
(b) 50°C से अधिक लेकिन 80°C से कम
(c) 20°C
(d) 30°C और 50°C के बीच
उत्तर:
(d) 30°C और 50°C के बीच।
प्रश्न 8.
40°C तापमान वाली एक लोहे की गेंद को 40°C तापमान वाले पानी से भरे एक मग में डाला जाता है। ऊष्मा
(a) लोहे की गेंद से पानी में प्रवाहित होगी।
(b) लोहे की गेंद से पानी में या पानी से लोहे की गेंद में प्रवाहित नहीं होगी।
(c) पानी से लोहे की गेंद में प्रवाहित होगी।
(d) दोनों का तापमान बढ़ा देगी।
उत्तर:
(b) लोहे की गेंद से पानी में या पानी से लोहे की गेंद में प्रवाहित नहीं होगी।
प्रश्न 9.
एक लकड़ी के चम्मच को आइसक्रीम के कप में डुबोया जाता है। इसका दूसरा सिरा
(a) चालन की प्रक्रिया से ठंडा हो जाता है।
(b) संवहन की प्रक्रिया से ठंडा हो जाता है।
(c) विकिरण की प्रक्रिया से ठंडा हो जाता है।
(d) ठंडा नहीं होता है।
उत्तर:
(d) ठंडा नहीं होता है।
प्रश्न 10.
स्टेनलेस स्टील के बर्तनों में आमतौर पर तांबे का तल होता है। इसका कारण यह हो सकता है कि
(a) तांबे का तल बर्तन को अधिक टिकाऊ बनाता है।
(b) ऐसे बर्तन रंगीन दिखाई देते हैं।
(c) तांबा स्टेनलेस स्टील की तुलना में ऊष्मा का बेहतर सुचालक है।
(d) तांबे को स्टेनलेस स्टील की तुलना में साफ करना आसान है।
उत्तर:
(c) तांबा स्टेनलेस स्टील की तुलना में ऊष्मा का बेहतर सुचालक है।
एनसीईआरटी विस्तारित शिक्षण गतिविधियाँ और परियोजनाएँ
प्रश्न 1.
डॉक्टर के पास या अपने नजदीकी स्वास्थ्य केंद्र पर जाएँ। डॉक्टर को मरीजों का तापमान लेते हुए देखें। पूछताछ करें:
a. डॉक्टर उपयोग से पहले थर्मामीटर को तरल पदार्थ में क्यों डुबोते हैं?
b. थर्मामीटर को जीभ के नीचे क्यों रखा जाता है?
c. क्या थर्मामीटर को मुँह के अलावा किसी अन्य स्थान पर रखकर शरीर का तापमान मापा जा सकता है?
d. क्या शरीर के विभिन्न भागों का तापमान समान होता है या भिन्न होता है?
संकेत:
a. डॉक्टर थर्मामीटर को तरल पदार्थ में इसलिए डुबोते हैं, जिससे पारा 35 डिग्री तक गिर जाता है और साथ ही थर्मामीटर का उपयोग करने वाले पिछले व्यक्ति का संक्रमण भी दूर हो जाता है।
b. थर्मामीटर को जीभ के नीचे इसलिए रखा जाता है क्योंकि हमारे शरीर की तीव्र गर्मी हमारी जीभ के नीचे मौजूद होती है।
c. हम थर्मामीटर को मुँह के अलावा किसी अन्य स्थान जैसे बगल में रखकर शरीर का तापमान माप सकते हैं।
d. शरीर के विभिन्न भागों का तापमान बिल्कुल समान नहीं होता है, बल्कि थोड़ा भिन्न होता है।
प्रश्न 2.
किसी पशु चिकित्सक (जानवरों का इलाज करने वाले डॉक्टर) के पास जाएँ। चर्चा करें और पता लगाएँ कि पालतू जानवरों और पक्षियों का सामान्य तापमान क्या होता है।
संकेत:
जानवरों के शरीर का सामान्य तापमान बहुत भिन्न होता है। एक जानवर का सामान्य तापमान 38.3°C से 39.2°C के बीच होता है। एक पक्षी का सामान्य तापमान लगभग 40°C होता है।
प्रश्न 3.
एक लोहे की छड़ के चारों ओर एक पतली कागज़ की पट्टी कसकर लपेटें। लोहे की छड़ को लगातार घुमाते हुए मोमबत्ती से कागज़ को जलाने का प्रयास करें। क्या यह जलता है? अपने प्रेक्षण की व्याख्या कीजिए।
संकेत:
कागज़ नहीं जलता। इसका मुख्य कारण यह है कि लोहे की छड़ का गलनांक उच्च होता है और यह ऊष्मा की अच्छी चालक होती है, इसलिए ऊष्मा को अवशोषित कर लेती है और कागज़ को उसके ज्वलन ताप तक नहीं पहुँचने देती।
प्रश्न 4.
चौड़े मुंह वाली दो समान पारदर्शी कांच की बोतलें लें। एक बोतल में पोटेशियम परमैंगनेट के कुछ क्रिस्टल डालें या स्याही की कुछ बूंदें डालें। इस बोतल को गर्म पानी से भरें। दूसरी बोतल को ठंडे पानी से भरें। ठंडे पानी की बोतल को कागज के एक मोटे टुकड़े, जैसे पोस्टकार्ड, से ढक दें। एक हाथ से पोस्टकार्ड को मजबूती से दबाएँ और दूसरे हाथ से बोतल को पकड़ें। बोतल को उल्टा करें और इसे गर्म पानी की बोतल के ऊपर रखें। दोनों बोतलों को मजबूती से पकड़ें। किसी अन्य व्यक्ति से पोस्टकार्ड खींचने के लिए कहें। देखें कि क्या होता है। व्याख्या करें।
संकेत:
यह देखा जा सकता है कि रंगीन गर्म पानी शुरू में ऊपर उठता है और साफ ठंडा पानी पहली बोतल की तली में डूब जाता है। धीरे-धीरे, वे एक समान रंग और तापमान प्राप्त करने के लिए एक साथ मिलते हैं। यह संवहन की प्रक्रिया को प्रदर्शित करता है।
अतिरिक्त महत्वपूर्ण प्रश्न और उत्तर
अति लघु उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1.
क्लिनिकल थर्मामीटर में किंक का क्या उपयोग है?
उत्तर:
यह थर्मामीटर को शरीर से बाहर निकालने पर पारे के स्तर को अपने आप गिरने से रोकता है।
प्रश्न 2.
क्या विकिरण द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता होती है?
उत्तर:
विकिरण द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रश्न 3.
क्या सभी गर्म पिंड ऊष्मा विकीर्ण करते हैं?
उत्तर:
हाँ, सभी गर्म पिंड ऊष्मा विकीर्ण करते हैं।
प्रश्न 4.
उन थर्मामीटरों का क्या नाम है जिनमें पारे का उपयोग नहीं होता?
उत्तर:
डिजिटल थर्मामीटर।
प्रश्न 5.
गहरे रंग की वस्तु या हल्के रंग की वस्तु, इनमें से कौन ज़्यादा विकिरण अवशोषित करती है?
उत्तर:
गहरे रंग की वस्तु।
प्रश्न 6.
हम सर्दियों में ऊनी कपड़े क्यों पहनते हैं?
उत्तर:
ऊन ऊष्मा का कुचालक है। इसके अलावा, यह अपने रेशों के बीच हवा को रोक लेता है जो एक कुचालक का काम करती है। इसलिए, ऊनी कपड़े हमें सर्दियों में गर्म रखते हैं।
प्रश्न 7.
थर्मामीटर के दो प्रकारों के नाम लिखिए।
उत्तर:
क्लिनिकल थर्मामीटर और प्रयोगशाला थर्मामीटर।
प्रश्न 8.
क्लिनिकल थर्मामीटर में प्रयुक्त तापमान का पैमाना क्या है?
उत्तर:
डिग्री सेल्सियस (°C) पैमाना।
प्रश्न 9.
एक स्वस्थ व्यक्ति के शरीर का औसत तापमान कितना होता है?
उत्तर:
37°C.
प्रश्न 10.
ऊष्मा स्थानांतरण की विभिन्न विधियाँ क्या हैं?
उत्तर:
ऊष्मा स्थानांतरण की तीन विधियाँ हैं: चालन, संवहन और विकिरण
प्रश्न 11.
भारत में जून के महीने में किस प्रकार के कपड़े पहनने चाहिए?
उत्तर:
हल्के रंग के कपड़े।
प्रश्न 12.
भारत में फरवरी के महीने में किस प्रकार के कपड़े पहनने चाहिए?
उत्तर:
गहरे रंग के कपड़े।
प्रश्न 13.
प्रयोगशाला थर्मामीटर क्या है?
उत्तर:
प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग प्रयोगशाला में पदार्थों का तापमान मापने के लिए किया जाता है।
प्रश्न 14.
प्रयोगशाला थर्मामीटर का परास क्या है?
उत्तर:
-10°C से 110°C तक।
लघु उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1.
चालक क्या है?
उत्तर:
वे पदार्थ जो ऊष्मा को आसानी से अपने से होकर गुजरने देते हैं, चालक कहलाते हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम, लोहा और तांबा जैसी धातुएँ।
प्रश्न 2.
चालन क्या है?
उत्तर:
चालन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें वस्तुओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण सीधे संपर्क द्वारा होता है। ठोस पदार्थों में, ऊष्मा का स्थानांतरण वस्तु के गर्म सिरे से ठंडे सिरे की ओर चालन प्रक्रिया द्वारा होता है।
प्रश्न 3.
अधिकतम-न्यूनतम थर्मामीटर का उपयोग क्या है?
उत्तर:
मौसम संबंधी रिपोर्टों में बताए गए वायुमंडल के अधिकतम और न्यूनतम तापमान को अधिकतम-न्यूनतम थर्मामीटर नामक थर्मामीटर से मापा जाता है।
प्रश्न 4.
क्लिनिकल और प्रयोगशाला थर्मामीटर के अलावा अन्य कौन से थर्मामीटर हैं?
उत्तर:
दो अन्य प्रकार के थर्मामीटर हैं:
- अधिकतम-न्यूनतम थर्मामीटर: इस थर्मामीटर का उपयोग दिन के अधिकतम-न्यूनतम तापमान की रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है।
- डिजिटल थर्मामीटर: पारा एक विषैला पदार्थ है और अगर थर्मामीटर टूट जाए तो उसे नष्ट करना बहुत मुश्किल होता है। आजकल ऐसे डिजिटल थर्मामीटर उपलब्ध हैं जिनमें पारे का इस्तेमाल नहीं होता।
प्रश्न 5.
चालन केवल ठोस पदार्थों में ही क्यों संभव है?
उत्तर:
ठोस पदार्थों में, ऊष्मा का स्थानांतरण सामान्यतः चालन प्रक्रिया द्वारा होता है क्योंकि ठोस पदार्थों के कण एक-दूसरे से सटे होते हैं और ऊष्मा का स्थानांतरण वस्तु के गर्म सिरे से ठंडे सिरे की ओर होता है। द्रवों और गैसों में, कण शिथिल रूप से सटे होते हैं और गतिमान रहते हैं। इसलिए, प्रत्यक्ष संपर्क द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण कठिन होता है।
प्रश्न 6.
कुचालक क्या है?
उत्तर:
वे पदार्थ जो ऊष्मा को आसानी से अपने से होकर नहीं गुजरने देते, कुचालक कहलाते हैं। कुचालक ऊष्मा के कुचालक होते हैं। लकड़ी, प्लास्टिक आदि पदार्थ कुचालक होते हैं।
प्रश्न 7.
ठोसों में संवहन क्यों संभव नहीं है?
उत्तर:
ठोस के अणु अंतर-आणविक बलों के कारण दृढ़तापूर्वक और कसकर बंधे रहते हैं। चूँकि ये अणु ऊष्मा ऊर्जा के स्रोत तक नहीं पहुँच सकते, इसलिए ठोसों में संवहन संभव नहीं है।
प्रश्न 8.
सर्दियों में ऊनी कपड़े हमें कैसे गर्म रखते हैं?
उत्तर:
ऊनी कपड़े गर्म नहीं होते, लेकिन हमें गर्म रखते हैं क्योंकि ऊन ऊष्मा का कुचालक होता है और इसके रेशों के बीच हवा भी फँसी होती है। फँसी हुई हवा हमारे शरीर से ठंडे वातावरण में ऊष्मा के प्रवाह को रोकती है। इसलिए, ऊनी कपड़े पहनने के बाद हमें गर्मी का एहसास होता है।
प्रश्न 9.
क्लिनिकल थर्मामीटर को संभालते समय क्या सावधानियां बरतनी चाहिए?
उत्तर:
क्लिनिकल थर्मामीटर को संभालते समय निम्नलिखित सावधानियां बरतनी चाहिए:
- थर्मामीटर पढ़ते समय उसे कभी भी बल्ब से न पकड़ें।
- उपयोग से पहले और बाद में थर्मामीटर को पानी या एंटीसेप्टिक घोल से धो लें।
- इसका उपयोग केवल मानव शरीर का तापमान मापने के लिए किया जाना चाहिए।
- पारे के स्तर को दृष्टि रेखा के अनुरूप रखते हुए थर्मामीटर पढ़ें।
प्रश्न 10.
थर्मामीटर में पानी के स्थान पर पारे का उपयोग क्यों किया जाता है?
उत्तर:
पारे का उपयोग निम्नलिखित कारणों से किया जाता है:
- यह समान रूप से फैलता है.
- यह दीवारों से चिपकता नहीं है।
- यह चमकदार है और इसे देखना आसान है।
- यह कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में रहता है।
प्रश्न 11.
प्रयोगशाला थर्मामीटर पढ़ते समय क्या सावधानियां बरतनी चाहिए?
उत्तर:
प्रयोगशाला थर्मामीटर पढ़ते समय निम्नलिखित सावधानियां बरतनी चाहिए:
- थर्मामीटर को सीधा रखना चाहिए, झुका हुआ नहीं।
- बल्ब को चारों ओर से उस पदार्थ से घिरा होना चाहिए जिसका तापमान मापा जाना है।
- बल्ब को कंटेनर की सतह को नहीं छूना चाहिए।
दीर्घ उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1.
ऊष्मा स्थानांतरण के विभिन्न तरीके क्या हैं? समझाइए।
उत्तर:
ऊष्मा उच्च तापमान वाले क्षेत्र से निम्न तापमान की ओर तब तक प्रवाहित होती है जब तक कि दोनों पिंड समान तापमान प्राप्त नहीं कर लेते। ऊष्मा स्थानांतरण के तीन तरीके हैं:
- चालन: चालन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें वस्तुओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण सीधे संपर्क द्वारा होता है, जहाँ ऊष्मा वस्तु के गर्म सिरे से उसके ठंडे सिरे की ओर स्थानांतरित होती है। यह आमतौर पर ठोस पदार्थों में होता है।
- संवहन: यह ऊष्मा स्थानांतरण का एक प्रकार है जो केवल द्रवों और गैसों में ही हो सकता है क्योंकि इसके लिए उन द्रवों या गैसों की भौतिक गति आवश्यक होती है। संवहन तब होता है जब किसी द्रव या गैस के दो भागों के तापमान में अंतर होता है। द्रव का गर्म भाग ऊपर उठता है, और ठंडा भाग नीचे डूबता है।
- विकिरण: विकिरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा ऊष्मा स्रोत और गर्म वस्तु के बीच बिना किसी संपर्क के ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। हम सूर्य से आने वाली ऊष्मा को महसूस करते हैं, भले ही हम उसे स्पर्श न कर रहे हों। सूर्य से आने वाली यह ऊष्मा विकिरण द्वारा हम तक पहुँचती है। इस प्रकार, विकिरण द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रश्न 2.
समुद्री समीर और स्थलीय समीर का चित्रों की सहायता से वर्णन कीजिए।
उत्तर:
समुद्री समीर: तटीय क्षेत्रों में दिन के समय समुद्र से स्थल की ओर बहने वाली ठंडी हवा को समुद्री समीर कहते हैं। दिन के समय स्थल जल की तुलना में तेज़ी से गर्म होता है। इसलिए, स्थल के ऊपर की हवा गर्म होकर ऊपर उठती है और निम्न दाब का क्षेत्र बनाती है। जल से ठंडी हवा उस स्थान को भरने के लिए स्थल की ओर आती है। इसलिए, तटीय क्षेत्रों में खिड़कियाँ समुद्र की ओर बनाई जाती हैं ताकि ठंडी समुद्री हवा आ सके।
स्थल समीर: स्थल से समुद्र की ओर बहने वाली समीर को स्थल समीर कहते हैं। रात के समय, स्थल जल की तुलना में तेज़ी से ठंडा हो जाता है। इसलिए, गर्म समुद्र के ऊपर की गर्म हवा ऊपर की ओर उठती है और स्थल से ठंडी हवा स्थल समीर के रूप में समुद्र की ओर बहती है।
प्रश्न 3.
ऊष्मा और तापमान के बीच मुख्य अंतर लिखिए।
उत्तर:
ऊष्मा और तापमान के बीच अंतर निम्नलिखित आधारों पर स्पष्ट रूप से दर्शाया जा सकता है:
- ऊष्मा और कुछ नहीं, बल्कि शरीर में ऊर्जा का एक रूप है। इसके विपरीत, तापमान ऊष्मा की तीव्रता को मापता है।
- ऊष्मा की मुख्य विशेषता यह है कि यह गर्म क्षेत्र से ठंडे क्षेत्र की ओर यात्रा करती है, जबकि तापमान गर्म होने पर बढ़ता है और ठंडा होने पर घटता है।
- ऊष्मा में कार्य करने की क्षमता होती है लेकिन तापमान का उपयोग केवल ऊष्मा की सीमा को मापने के लिए किया जाता है।
- ऊष्मा के मापन की मानक इकाई जूल है जबकि तापमान केल्विन है, लेकिन इसे सेल्सियस और फारेनहाइट में भी मापा जा सकता है।
- कैलोरीमीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग शरीर में ऊष्मा मापने के लिए किया जाता है। दूसरी ओर, तापमान थर्मामीटर से मापा जा सकता है।
प्रश्न 4.
एक क्रियाकलाप की सहायता से प्रदर्शित कीजिए कि जल में ऊष्मा किस प्रकार प्रवाहित होती है?
उत्तर:
एक गोल तली वाला फ्लास्क लीजिए और उसे जल से भर लीजिए। फ्लास्क में पोटैशियम परमैंगनेट के कुछ क्रिस्टल डालकर, नीचे दिए गए चित्र के अनुसार, एक तिपाई स्टैंड पर रखकर गर्म कीजिए।
जैसे-जैसे पानी गर्म होता है, गर्म पानी ऊपर उठने लगता है और ठंडा पानी लौ की ओर बढ़ने लगता है। यह पानी में बैंगनी रेखाओं की गति से देखा जा सकता है। यह प्रक्रिया तब तक चलती रहती है जब तक पानी का पूरा आयतन गर्म न हो जाए। द्रवों में ऊष्मा स्थानांतरण की इस प्रक्रिया को संवहन कहते हैं।