MATTER IN OUR SOURROUNDING हम र आस-प स क पद थथ 14.03.2019 [1 ]
1. MATTER IN OUR SOURROUNDING हम र आस-प स क पद थथ Introduction पररचय Everything found in this universe is made up of some materials, scientists have named them as matter. For example, the food we eat, the air we breathe, stones, clouds, stars, plants, animals, water, dust, everything is categorized as matter. इस ब रह ड म प ई ज न व ल हर च ज क छ स मग र य स बन ह, व ज ञ ग रनक न उन ह "पद थथ" न म ददय ह ग रजस हव म हम श व स ल त ह, ज भ जन हम ख त ह, पत थर, ब दल त र, प ध एव पश, यह तक दक प न क एक ब द य र त क एक कण, य सभ पद थथ ह Characteristics of Particles of Matter पद थथ क कण क लक षण Particles of matter are very small, normally, not visible from naked eye. पद थथ क कण बह त छ ट ह त ह, स म न य र प स, नग न आ ख स ददख ई नह द त ह [2 ]
Particles of matter keep moving continuously, which is known as the kinetic energy. Kinetic energy of particles directly depends on the temperature, as temperature increases, the speed of the movement also increases. The particles of matter have attracting force; therefore, they attract each other. The attracting force of the particles keeps the particles together; however, the strength of the attracting force varies from one kind of matter to another. पद थथ क कण लग त र चलत रहत ह, ग रजस "गग रतज ऊज थ" क र प म ज न ज त ह कण क गग रतज ऊज थ स ध त पम न पर ग रनभथर करत ह, ज स -ज स त पम न बढ त ह, गग रत क गग रत भ बढ त ज त ह पद थथ क कण म बल आकर षषत ह त ह ; इसग रलए, व एक द सर क आकर षषत करत ह कण क आकर षषत बल कण क एक स थ रखत ह ; ह ल दक, आकर षषत करन व ल शग र क त कत एक प रक र क पद थथ स द सर म ग रभन न ह त ह States of Matter पद थथ क अवस थ ए Matter has three following states Solid State / ठ स अवस थ Liquid State / तरल अवस थ Gaseous State / ग स य अवस थ [3 ]
Solid State All the solid materials have a definite shape, distinct boundaries, and fixed volumes. Most of the solid materials have negligible compressibility. All the solid materials have a natural tendency to maintain their shape when subjected to outside force. The solid materials can be broken under applied force, but it is very difficult to change their shape, as they are rigid. ठ स अवस थ सभ ठ स पद थ क एक ग रनग र त आक ग रत, अलग-अलग स म ए और ग रनग र त म त र ए ह त ह अग रधक श ठ स पद थ म नगण य स प डन ह त ह ब हर बल क अध न ह न पर सभ ठ स पद थ म अपन आक र क बन ए रखन क स व भ ग रवक प रव ग र ह त ह ठ स स म क ल ग बल क तहत त ड ज सकत ह, ल दकन उनक आक र क बदलन बह त म ग रककल ह, क य दक व कठ र ह [4 ]
Liquid State तरल अवस थ Unlike solids, liquids have no fixed shape; however, they have a fixed volume. Liquids take up the shape of the container in which they are kept. Liquids have the property to flow and change shape. ठ स पद थ क ग रवपर त, तरल पद थथ क क ई ग रनग र त आक र नह ह त ह ; ह ल दक, उनक प स एक ग रनग र त आयतन ह तरल पद थथ उस क ट नर क आक र ल त ह ग रजसम उन ह रख ज त ह तरल पद थथ म प रव ह और आक र बदलन क स पग र ह त ह Gaseous State ग स य अवस थ Matter in the form of air, which is neither solid nor liquid, is known as gas. For example, oxygen, nitrogen, hydrogen, etc. Unlike solid, gas has not definite size and shape. The gases, such as liquefied petroleum gas (LPG used in cooking); compressed natural gas (CNG used as fuel in vehicles), etc. have high compressibility; therefore, large volume of a gas can be compressed into a small cylinder and can be transported easily. Gases, normally, show the property of diffusing very fast into other gases. This is the reason that we can smell (either good or bad) from the distance. हव क र प म पद थथ, ज न त ठ स ह और न ह तरल ह, ग स क र प म ज न ज त ह उद हरण क ग रलए, ऑक स जन, न इट र जन, ह इड र जन, आदद ठ स क ग रवपर त, ग स क ग रनग र त आक र और आक र नह ह त ह ग स, ज स दक तरल क त प ट र ग रलयम ग स (रस ई ग स - ख न पक न म प रय ); स प ग रडत प र क ग रतक ग स (CNG - व हन म ई धन क र प म उपय ग दकय ज त ह ), आदद म उच च स प ग रडतत ह त ह ; इसग रलए, ग स क बड म त र क एक छ ट ग रसल डर म स प ग रडत दकय ज सकत ह और इस आस न स ल ज य ज सकत ह [5 ]
ग स, स म न य र प स, अन य ग स म बह त त ज स फ लन क स पग र ददख त ह यह क रण ह दक हम द र स (य त अच छ य ब र ) स घ सकत ह Fourth and Fifth state of matter Scientists now say that there are actually five states of matter: Solid, Liquid, Gas, Plasma and Bose- Einstein Condensate. अब व ज ञ ग रनक पद थथ क प च अवस थ ओ क चच थ कर रह ह : ब स-आइ स ट इन क डनस ट, ठ स, द रव, ग स और प ल ज म Plasma is a mixture of free electrons and ions. It was discovered by William Crookes Plasma is considered the fourth state of matter. Plasma occurs naturally in the stars (including the sun). Inside the stars, the temperature is so high that the atoms break up. Some of the electrons break away from the atoms converting the rest of atoms into electrically charged particles called ions. This mixture of free electrons and ions in a star is called plasma. The sun and other stars glow because of the presence of plasma in them. Plasma can also be made on the earth by passing electricity through gases at very low pressures taken in a glass tube (called discharge tube). The fluorescent tubes and neon sign bulbs form plasma when they are switched on. A fluorescent tube may contain helium gas (or some other gas), and a neon sign bulb contains neon gas. When electricity is passed through a fluorescent tube (or neon sign bulb), the gases present in them get ionised to form plasma. This plasma makes a fluorescent tube (or neon sign bulb) to glow. प ल ज म - इस अवस थ म कण अत यग रधक ऊज थ व ल और अग रधक उ ग रजत ह त ह य कण आयन क त ग स क र प म ह त ह फ ल रस ट ट य ब और ग रनय न बल ब म प ल ज म ह त ह ग रनय न बल ब क अ दर ग रनय न ग स और फ ल रस ट ट य ब क अ दर ह ग रलयम य क ई अन य ग स ह त ह ग रवद य त ऊज थ प रव ग रहत ह न पर यह ग स आयन क त य न आव ग रशत ह ज त ह आव ग रशत ह न स ट य ब य बल ब क अ दर चमक ल प ल ज म त य र ह त ह ग स क स वभ व [6 ]
क अन स र इस प ल ज म म एक ग रवश ष र ग क चमक ह त ह प ल ज म क क रण ह स यथ और त र म भ चमक ह त ह उच च त पम न क क रण ह त र म प ल ज म बनत ह In 1920, an Indian scientist Satyendra Nath Bose did some calculations for the fifth state of matter. On the basis of these calculations, Albert Einstein predicted the existence of a new state of matter called Bose-Einstein Condensate (BEC). The fifth state of matter called Bose-Einstein Condensate was finally achieved by three scientists, Cornell, Ketterle and Wieman of USA by cooling a gas of extremely low density (about one hundred thousandth the density of normal airs to super tow temperatures. ब स- आइ स ट इन क डनस ट सन 1920 म भ रत य भ ग रतक व ज ञ ग रनक सत य द रन थ ब स न पद थथ क प चव अवस थ क ग रलए क छ गणन ए क थ उन गणन ओ क आध र पर अल बटथ आइ स ट इन न पद थथ क एक नई अवस थ क भग रवष यव ण क, ग रजस ब स-आइ स ट इन क डनस ट (BEC) कह गय सन 2001 म अम ररक क एररक ए. क न ल, उल ग ग क टरल और क लथ ई, व म न क 'ब स-आइ स ट इन क डनस प शन क अवस थ प र प त करन क ग रलए भ ग रतक म न ब ल प रस क र स सम म ग रनत दकय गय स म न य व य क घनत व क एक ल खव भ ग ग रजतन कम घनत व व ल ग स क बह त ह कम त पम न पर ठ ड करन स BEC त य र ह त ह Matter Can Change its State Water can exist in all three states, e.g. Ice as solid; water (H2O) as liquid; and water vapor as gas. The following diagram illustrates the transformation of water in different states [7 ]
Melting Point गऱन क ब द The temperature, at which solid melt and transform into the liquid (at the given atmospheric pressure), is known as melting point. त पम न, ज स पर ठ स पपघऱ त ह और तरऱ म बदऱ त ह (ददए गए व य म डऱ य दब व पर), इस "गऱन क बबन द " क र प म न त ह [8 ]
The melting point of a solid is an indication of the strength of the force of attraction between its particles. The melting point of ice is 273.16 K, i.e. 0 0 C. The melting point of wax is 63 0 C. The melting point of iron is 15350 0 C The process of melting (i.e. change of solid state into liquid state) is known as fusion. Boiling or Vaporisation उ ऱन य व ष प करण The process in which a liquid substance changes into a gas rapidly on heating, is called boiling. ज स प रक र य म एक द रव पद र थ गमथ ह न पर त स ग स म पररवर तथत ह त ह, उस उब ऱ कह त ह The boiling point of alcohol is 78 0 C, the boiling point of water is 100 0 C, whereas the boiling point of mercury is 357 0 C The boiling point of a liquid is a measure of the force of attraction between its particles. Higher the boiling point of a liquid, grater will be the force of attraction between is particles. [9 ]
Condensation स घनन The process of changing a gas (or vapour) to a liquid by cooling is called condensation. एक ग स (य व ष प) क ठ ड करक तरऱ म बदऱन क प रक र य क स घनन कह त ह when steam (or water vapour) changes into water on cooling, is called condensation Condensation is the reverse of boiling (or vaporisation). Freezing हहम करण [10 ]
The process of changing a liquid into a solid by cooling, is called freezing when water is cooled, it gets converted into a solid called ice. This is called freezing of water. Freezing means solidification. क रकस तरऱ पद र थ क ठ ड करक ठ स म बदऱन क प रक र य क प न क ठ ड ह न पर दहम क कह त ह, यह एक ठ स पद र थ म बदऱ त ह ज स 'बर थ ' कह त ह इस प न क मन कह त ह Latent heat ग प त उष म The heat energy which has to be supplied to change the state of a substance is called its latent heat. क रकस पद र थ क जथर र त क बदऱन क लऱए ज स ऊष म ऊ थ क आप र तथ क त ह, उस ग प त ऊष म कहत ह The amount of heat energy, which is required to change 1 kg of solid materials into liquid materials at a given atmospheric pressure, is known as the latent heat of fusion. Every substance (solid or liquid) has some forces of attraction between its particles which hold them together. Now, if a substance has to change its state, then it is necessary to overcome (or break) these forces of attraction between its particles. The latent heat which we supply is used up in overcoming the forces of attraction between the particles of a substance during the change of state. Latent heat is of two types 1. Latent heat of fusion. and 2. Latent heat of vaporization. [11 ]
Latent Heat of Fusion गऱन क ग प त उष म The heat which is going into ice but not increasing its temperature, is the energy required to change the state of ice from solid to liquid water. The is known as the latent heat of fusion of ice (of latent heat of melting of ice) वह ऊ थ ह बर थ क अवथर क ठ स स तरऱ प न म बदऱन क लऱए आवश यक ह त ह, बर थ क गऱन क ग प त ऊष म क र प म न त ह The latent heat of fusion (or melting) of a solid is the quantity of heat in joules required to convert 1 kilogram of the solid (at its melting point) to liquid, without change in temperature. It has been found by experiments that 3.34 x 10 5 joules of heat has to be supplied to change 1 kilogram of ice (at its melting point, 0 C) to water at the same temperature of 0 С. So, the latent heat of fusion of ice is 3.34 x 10 5 joules per kilogram (or 3.34 10 5 J/kg). Latent heat of Vaporisation व ष प करण क ग प त उष म The latent heat of vaporisation of a liquid is the quantity of heat in joules required to convert 1 kilogram of the liquid (at its boiling point) to vapour or gas, without any change in temperature. एक तरऱ क व ष पन क ग प त ऊष म त पम न म क रकस भ बदऱ व क बबन, 1 क रकऱ ग र म तरऱ (इसक क वर न क पर) क व ष प य ग स म बदऱन क लऱए आवश यक ऊष म ( ऱ म ) क म त र ह It has been found by experiments that 22.5 x 10 5 joules of heat is required to change 1 kilogram of water (at its boiling point, 100 C) to steam at the same temperature of 100 C. So, the latent heat of vaporisation of water is 22.5 x 10 5 joules per kilogram (or 22.5 X 10 5 /kg). [12 ]
Sublimation ऊध र वप तक Most of the solid substances, when heated, first change into a liquid and then into vapours (or gas). This vapour, on cooling, first forms a liquid and then a solid. But there are a few solid substances which change directly into vapours (or gas) on heating and the vapours give back solid substance on cooling (without passing through the liquid state). The changing of a solid directly into vapours on heating, and of vapours into solid on cooling, is known as sublimation. गमथ ह न पर अध क श ठ स पद र थ पहऱ एक तरऱ म और क रर र व ष प (य ग स) म बदऱ त ह ठ ड ह न पर यह व ष प पहऱ एक तरऱ और क रर र एक ठ स बन त ह ऱ क रकन क छ ठ स पद र थ ह त ह गमथ करन पर स व ष प (य ग स) म बदऱ त ह और व ष प ठ ड ह न पर (तरऱ अवथर स ग र बबन ) ठ स पद र थ व पस बदऱत ह त प पर व ष प म स ठ स क पररवतथन, और ठ ड ह न पर ठ स म व ष प क पररवतथन क क र य ऊर धवथप तन क र प म न त ह Sublimation can be represented as : [13 ]
A change of state of a matter directly from solid to gas without changing into liquid state (or vice versa) is known as sublimation. Ammonium chloride undergoes sublimation. When solid ammonium chloride is heated, it directly changes into ammonium chloride vapour (without passing through liquid state). when hot ammonium chloride vapour is cooled, it directly changes into solid ammonium chloride (without passing through the liquid state). Sublimation occurs in only a few substances. So, it is a rare process The common substances which undergo sublimation are Ammonium chloride, Iodine, Camphor, Naphthalene and Anthracene. Solid carbon dioxide (CO 2 ) is stored under high pressure. Solid CO 2 gets converted directly into gaseous state once the pressure decreases to 1 atmosphere. [14 ]
Atmosphere (atm) is a unit of measuring pressure exerted by the gas and the unit of pressure is Pascal (Pa); 1 atmosphere = 1.01 105 Pa. The phenomenon i.e. change of a liquid into vapors at any temperature below its boiling point is known as evaporation. [15 ]
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