Heat And Thermodynamics Heat And Thermodynamics (विज्ञान)

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

The SI unit of heat energy is the Joule (J). While calorie is also a unit of heat, it is not the SI unit. 1 calorie is approximately equal to 4.184 Joules. Heat is a form of energy that flows from a higher temperature body to a lower temperature body.

ऊष्मा ऊर्जा का SI मात्रक जूल (J) है। यद्यपि कैलोरी भी ऊष्मा की एक इकाई है, लेकिन यह SI मात्रक नहीं है। 1 कैलोरी लगभग 4.184 जूल के बराबर होती है। ऊष्मा ऊर्जा का एक रूप है जो उच्च तापमान वाली वस्तु से कम तापमान वाली वस्तु की ओर प्रवाहित होती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

The formula to convert Celsius (C) to Fahrenheit (F) is F = (9/5)C + 32. By setting F = C, we get C = (9/5)C + 32. Solving this, -4/5C = 32, which gives C = -40. Thus, at -40 degrees, both scales show the same numerical value.

सेल्सियस (C) को फारेनहाइट (F) में बदलने का सूत्र F = (9/5)C + 32 है। यदि F = C रखें, तो C = (9/5)C + 32 प्राप्त होता है। इसे हल करने पर -4/5C = 32 आता है, जिससे C = -40 मिलता है। अतः -40 डिग्री पर दोनों पैमाने समान मान दर्शाते हैं।

✔ Correct: C

✔ सही उत्तर: C

Radiation is the transfer of heat via electromagnetic waves. Unlike conduction (which requires solid contact) and convection (which requires fluid movement), radiation can travel through a vacuum, which is how sunlight reaches the Earth.

विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण है। चालन (जिसके लिए ठोस संपर्क चाहिए) और संवहन (जिसके लिए तरल की गति चाहिए) के विपरीत, विकिरण निर्वात से होकर भी गुजर सकता है, यही कारण है कि सूर्य का प्रकाश पृथ्वी तक पहुँचता है।

✔ Correct: D

✔ सही उत्तर: D

Absolute zero is the lowest limit of the thermodynamic temperature scale. It corresponds to 0 Kelvin, which is equivalent to -273.15 degrees Celsius. At this temperature, the kinetic energy of particles is theoretically zero.

परम शून्य ऊष्मागतिक तापमान पैमाने की सबसे निचली सीमा है। यह 0 केल्विन के बराबर है, जो -273.15 डिग्री सेल्सियस के बराबर होता है। इस तापमान पर कणों की गतिज ऊर्जा सैद्धांतिक रूप से शून्य हो जाती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Adiabatic expansion occurs when a gas expands rapidly without any heat exchange with the surroundings. Because the gas performs work on the surroundings using its internal energy, its temperature drops significantly, causing cooling.

रुद्धोष्म प्रसार तब होता है जब गैस अपने परिवेश के साथ बिना किसी ऊष्मा के आदान-प्रदान के तेजी से फैलती है। चूँकि गैस अपनी आंतरिक ऊर्जा का उपयोग करके परिवेश पर कार्य करती है, इसलिए इसका तापमान काफी गिर जाता है, जिससे शीतलन होता है।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

A Pyrometer, specifically a total radiation pyrometer, is used to measure very high temperatures (like those of stars or furnaces) based on the Stefan-Boltzmann law, which states that energy radiated is proportional to the fourth power of temperature.

पायरोमीटर, विशेष रूप से पूर्ण विकिरण पायरोमीटर का उपयोग बहुत उच्च तापमान (जैसे सितारों या भट्टियों का) मापने के लिए किया जाता है। यह स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम पर आधारित है, जो बताता है कि विकिरित ऊर्जा तापमान की चौथी घात के समानुपाती होती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Conduction primarily occurs in solids via atomic vibrations. Convection involves the actual movement of fluid particles (liquids and gases). Radiation is the only mode that occurs through a vacuum via electromagnetic waves.

चालन मुख्य रूप से ठोस पदार्थों में परमाणुओं के कंपन के माध्यम से होता है। संवहन में तरल कणों (द्रव और गैस) की वास्तविक गति शामिल होती है। विकिरण एकमात्र विधि है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से निर्वात में होती है।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

A thermostat maintains a constant temperature. A calorimeter measures the amount of heat involved in a chemical or physical process. Thermal conductivity is a measure of a material's ability to conduct heat.

थर्मोस्टेट तापमान को स्थिर बनाए रखता है। कैलोरीमीटर एक रासायनिक या भौतिक प्रक्रिया में शामिल ऊष्मा की मात्रा को मापता है। ऊष्मीय चालकता किसी पदार्थ की ऊष्मा का संचालन करने की क्षमता का माप है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

The Zeroth Law defines thermal equilibrium. The First Law is the Law of Conservation of Energy applied to thermodynamics. The Second Law deals with entropy and the direction of heat flow.

शून्य का नियम तापीय साम्य को परिभाषित करता है। प्रथम नियम ऊष्मागतिकी पर लागू ऊर्जा संरक्षण का नियम है। द्वितीय नियम एंट्रॉपी और ऊष्मा प्रवाह की दिशा से संबंधित है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

At the freezing point of water: Celsius is 0, Kelvin is 273.15, and Fahrenheit is 32.

पानी के हिमांक पर: सेल्सियस 0 है, केल्विन 273.15 है, और फारेनहाइट 32 है।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

Heat is a scalar quantity (it has magnitude but no direction). Water has one of the highest specific heat capacities, which is why it is used as a coolant.

ऊष्मा एक अदिश राशि है (इसका परिमाण होता है लेकिन कोई दिशा नहीं)। जल की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता सबसे अधिक होती है, यही कारण है कि इसे शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Kirchhoff's law of thermal radiation states that a body that is a good absorber of radiation is also a good emitter of radiation at thermal equilibrium. Black surfaces absorb and emit more effectively than white or shiny surfaces.

किरचॉफ का ऊष्मीय विकिरण नियम कहता है कि जो वस्तु विकिरण का अच्छा अवशोषक है, वह तापीय साम्य पर विकिरण का अच्छा उत्सर्जक भी है। काली सतहें सफेद या चमकदार सतहों की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से अवशोषित और उत्सर्जित करती हैं।

✔ Correct: C

✔ सही उत्तर: C

Metals have free electrons that carry heat energy, making them good conductors. Air is a poor conductor (insulator) of heat, which is why double-pane windows use air gaps.

धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो ऊष्मीय ऊर्जा का वहन करते हैं, जिससे वे सुचालक बन जाती हैं। वायु ऊष्मा की कुचालक है, यही कारण है कि खिड़कियों के डबल-पेन में वायु अंतराल का उपयोग किया जाता है।

✔ Correct: C

✔ सही उत्तर: C

Evaporation absorbs latent heat, leading to cooling. As altitude increases, atmospheric pressure decreases, which lowers the boiling point of water (it boils at lower temperatures).

वाष्पीकरण गुप्त ऊष्मा को अवशोषित करता है, जिससे शीतलन होता है। जैसे-जैसे ऊँचाई बढ़ती है, वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है, जो पानी के क्वथनांक को कम कर देता है (यह कम तापमान पर उबलता है)।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

The space between the Sun and Earth is a vacuum, so heat travels by radiation, not conduction. Statement II is correct.

सूर्य और पृथ्वी के बीच का स्थान निर्वात है, इसलिए ऊष्मा विकिरण द्वारा यात्रा करती है, चालन द्वारा नहीं। कथन II सही है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Metals are excellent conductors of heat due to their free electron structure, which allows rapid energy transfer through the material.

धातुएँ अपनी मुक्त इलेक्ट्रॉन संरचना के कारण ऊष्मा की उत्कृष्ट सुचालक होती हैं, जो पदार्थ के माध्यम से ऊर्जा के तेजी से स्थानांतरण की अनुमति देती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

White and light-colored clothes reflect most of the incident solar radiation, keeping the body cool, which is why they are preferred in summer.

सफेद और हल्के रंग के कपड़े अधिकांश आपतित सौर विकिरण को परावर्तित कर देते हैं, जिससे शरीर ठंडा रहता है, यही कारण है कि गर्मियों में उन्हें प्राथमिकता दी जाती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

The metal plate conducts heat from the environment to the ice much faster than the wooden board, which acts as an insulator.

धातु की प्लेट पर्यावरण से बर्फ तक ऊष्मा का संचालन लकड़ी के बोर्ड की तुलना में बहुत तेजी से करती है, जो एक कुचालक के रूप में कार्य करता है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Because intermolecular forces are weaker in liquids, particles have more freedom to move apart when kinetic energy increases due to heating.

चूँकि द्रवों में अंतर-आणविक बल कमजोर होते हैं, इसलिए गर्म होने के कारण गतिज ऊर्जा बढ़ने पर कणों के पास एक-दूसरे से दूर जाने की अधिक स्वतंत्रता होती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

The vacuum between the walls prevents heat transfer by conduction and convection, and the silvered surface minimizes radiation loss.

दीवारों के बीच का निर्वात चालन और संवहन द्वारा ऊष्मा के स्थानांतरण को रोकता है, और चांदी की सतह विकिरण हानि को कम करती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Water has a specific heat capacity of approximately 4186 J/kg·K, which is significantly higher than most common substances like metals, making it an excellent thermal reservoir.

जल की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता लगभग 4186 J/kg·K है, जो धातुओं जैसे अधिकांश सामान्य पदार्थों की तुलना में काफी अधिक है, जिससे यह एक उत्कृष्ट तापीय भंडार बन जाता है।

✔ Correct: D

✔ सही उत्तर: D

This energy is known as 'Latent Heat'. During phase changes like melting or boiling, energy is used to break intermolecular bonds rather than increasing the kinetic energy (temperature) of the molecules.

इस ऊर्जा को 'गुप्त ऊष्मा' के रूप में जाना जाता है। पिघलने या उबलने जैसी अवस्था परिवर्तनों के दौरान, ऊर्जा का उपयोग अणुओं की गतिज ऊर्जा (तापमान) बढ़ाने के बजाय अंतर-आणविक बंधनों को तोड़ने के लिए किया जाता है।

✔ Correct: A

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Regelation is the phenomenon of ice melting under pressure and refreezing when the pressure is removed. This is why we can make a snowball by squeezing ice.

पुनर्हिमायन वह घटना है जिसमें बर्फ दबाव में पिघलती है और दबाव हटाए जाने पर पुनः जम जाती है। यही कारण है कि हम बर्फ को दबाकर स्नोबॉल बना सकते हैं।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Solids have the strongest intermolecular bonds, restricting the movement of atoms when heated, resulting in the least amount of thermal expansion compared to liquids and gases.

ठोस पदार्थों में सबसे मजबूत अंतर-आणविक बंधन होते हैं, जो गर्म होने पर परमाणुओं की गति को प्रतिबंधित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तरल और गैसों की तुलना में सबसे कम ऊष्मीय प्रसार होता है।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

Adding impurities to a pure substance generally lowers its melting point. This is why salt is spread on icy roads to melt the ice at temperatures below 0°C.

किसी शुद्ध पदार्थ में अशुद्धियाँ मिलाने से आमतौर पर उसका गलनांक कम हो जाता है। यही कारण है कि 0°C से कम तापमान पर बर्फ को पिघलाने के लिए बर्फीली सड़कों पर नमक डाला जाता है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Increasing pressure makes it harder for water molecules to escape into the vapor phase, thus raising the boiling point. This is the principle behind pressure cookers.

दबाव बढ़ाने से पानी के अणुओं का वाष्प अवस्था में निकलना कठिन हो जाता है, जिससे क्वथनांक बढ़ जाता है। यही प्रेशर कुकर के पीछे का सिद्धांत है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

As water evaporates from the wet cloth, it absorbs the latent heat of vaporization from the skin, causing a drop in temperature and a sensation of cold.

जैसे-जैसे गीले कपड़े से पानी वाष्पित होता है, यह त्वचा से वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा को अवशोषित करता है, जिससे तापमान में गिरावट आती है और ठंडक महसूस होती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Heat transfer in solids occurs primarily through conduction, where kinetic energy is passed from atom to atom through vibrations and free electron movement.

ठोस पदार्थों में ऊष्मा का स्थानांतरण मुख्य रूप से चालन के माध्यम से होता है, जहाँ गतिज ऊर्जा कंपन और मुक्त इलेक्ट्रॉन गति के माध्यम से परमाणु से परमाणु तक पहुँचती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Plastic and bakelite are thermal insulators (bad conductors of heat). This prevents the heat from the metal body of the cooker from reaching the user's hand, ensuring safety.

प्लास्टिक और बेकेलाइट ऊष्मीय कुचालक होते हैं। यह कुकर की धातु की बॉडी से ऊष्मा को उपयोगकर्ता के हाथ तक पहुँचने से रोकता है, जिससे सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

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✔ सही उत्तर: C

Kelvin (K) is the SI unit of thermodynamic temperature. Joule is for energy, Watt for power, and Pascal for pressure.

केल्विन (K) ऊष्मागतिक तापमान की SI इकाई है। जूल ऊर्जा के लिए, वाट शक्ति के लिए, और पास्कल दबाव के लिए है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Silver has the highest thermal conductivity of all metals, making it the best conductor of heat.

चांदी की सभी धातुओं में ऊष्मीय चालकता सबसे अधिक होती है, जो इसे ऊष्मा का सबसे अच्छा सुचालक बनाती है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

As calculated previously, the common value for both Celsius and Fahrenheit scales is -40 degrees.

जैसा कि पहले गणना की गई है, सेल्सियस और फारेनहाइट दोनों पैमानों के लिए सामान्य मान -40 डिग्री है।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

At high altitudes, atmospheric pressure is lower, which reduces the boiling point of water.

अधिक ऊँचाई पर, वायुमंडलीय दबाव कम होता है, जो पानी के क्वथनांक को कम कर देता है।

✔ Correct: C

✔ सही उत्तर: C

Since space is a vacuum, heat from the sun travels via radiation.

चूँकि अंतरिक्ष निर्वात है, सूर्य से ऊष्मा विकिरण के माध्यम से यात्रा करती है।

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✔ सही उत्तर: A

The Zeroth Law of thermodynamics deals with thermal equilibrium.

ऊष्मागतिकी का शून्य का नियम तापीय साम्य से संबंधित है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

Joule is the standard SI unit of energy and heat.

जूल ऊर्जा और ऊष्मा की मानक SI इकाई है।

✔ Correct: A

✔ सही उत्तर: A

A bimetallic strip bends when heated due to different coefficients of thermal expansion, acting as a switch in a thermostat.

एक बायमेटालिक पट्टी गर्म होने पर अलग-अलग ऊष्मीय प्रसार गुणांक के कारण मुड़ जाती है, जो थर्मोस्टेट में स्विच के रूप में कार्य करती है।

✔ Correct: B

✔ सही उत्तर: B

Water has a very high specific heat capacity, allowing it to absorb much heat before its temperature rises.

जल की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता बहुत अधिक होती है, जिससे यह तापमान बढ़ने से पहले बहुत अधिक ऊष्मा अवशोषित कर सकता है।

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✔ सही उत्तर: C

Glass is an insulator of heat compared to metals like copper, aluminum, and iron.

तांबा, एल्युमिनियम और लोहे जैसी धातुओं की तुलना में कांच ऊष्मा का कुचालक है।

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✔ सही उत्तर: A

Absolute zero is 0 Kelvin, which equals -273.15°C.

परम शून्य 0 केल्विन है, जो -273.15°C के बराबर है।