Fluids MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Fluids - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

परिणाम:

मुक्त सतह का समीकरण ज्ञात करने के लिए, हम पथ PMO के साथ दाब समीकरण का उपयोग करते हैं, जहाँ किसी भी बिंदु पर दाब दिया जाता है:

p = pO + ρgy - ρω2x2

यहाँ, बिंदु P और O वायुमंडल के खुले हैं, इसलिए इन बिंदुओं पर दाब समान हैं (वायुमंडलीय दाब के बराबर)। इसलिए, समीकरण इस प्रकार सरलीकृत होता है:

ρgy - ρω2x2 = 0

समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करना:

y = (ω2x2) / (2g)

y' = (ω2x) / (g)

गणना:

पृष्ठ तनाव सूत्र और दो बूंदों के आयतनों के बीच संबंध दिया गया है, बड़ी बूंद (R) और छोटी बूंद (r) का आयतन इस प्रकार संबंधित है:

(4/3)πR³ = 1000 × (4/3)πr³

⇒ R = 10r

अब, पृष्ठ तनाव से जुड़ी ऊर्जा है:

u_i = T × 4πR² (प्रारंभिक बूंद के लिए)

u_f = T × 4πr² × 1000 (अंतिम बूंद के लिए, जिसमें 1000 छोटी बूंदें होती हैं)

ऊर्जाओं का अनुपात है:

u_f / u_i = (1000 × r²) / R²

⇒  u_f / u_i = (1000 × r²) / (10r)² = 1000 / 100 = 10

अंतिम उत्तर: x = 10

सही विकल्प: (2) d²y/dx² = (ρg / S) y है। 

व्याख्या:

वक्रता = 1 / ROC = |d²y/dx²| / (1 + (dy/dx)²)^3/2 ≈ |d²y/dx²| / (1 + 0)^3/2 = d²y/dx²

(dy/dx) ≈ tan θ ≈ 0 (छोटे कोण सन्निकटन)

दाब में परिवर्तन, ΔP = S × वक्रता

ΔP = S × d²y/dx²

साथ ही, ΔP = ρgy

⇒ ρgy = S × d²y/dx²

⇒ d²y/dx² = (ρg / S) y

अवधारणा:

पृष्ठ तनाव:

• पृष्ठ तनाव वह गुण है, जिसके कारण द्रव अपने मुक्त पृष्ठ क्षेत्र को न्यूनतम करने का प्रयास करता है।
• गोलाकार में पृष्ठ क्षेत्रफल न्यूनतम होता है और इसी कारण वर्षा की बूँदें गोलाकार होती हैं।
• पृष्ठ तनाव को द्रव की सतह पर खींची गई एक काल्पनिक रेखा की प्रति इकाई लंबाई पर कार्यरत बल के रूप में मापा जाता है।
  

• ताप: यदि ताप बढ़ता है तो द्रव का पृष्ठ तनाव घटता है।
• घुलनशील अशुद्धियाँ: कम घुलनशील अशुद्धियों की स्थिति में, पृष्ठ तनाव घटता है। लेकिन, द्रव में अत्यधिक घुलनशील अशुद्धियों के लिए पृष्ठ तनाव बढ़ जाता है।

व्याख्या:

गर्म जल, ठंडे जल से कम श्यान होता है।

पृष्ठ-संक्रियक पृष्ठ तनाव को कम करता है।

अवधारणा:

• केशिका क्रिया: केशिका क्रिया तब होती है जब एक तरल आसंजन, संसंजन और पृष्ठ तनाव के कारण एक पतली ट्यूब (केशिका) में ऊपर उठता है या नीचे गिरता है।
• तरल की ऊँचाई कितनी ऊपर उठती या गिरती है यह तरल के संपर्क कोण, पृष्ठ तनाव और घनत्व पर निर्भर करता है।
• संपर्क कोण: संपर्क कोण तरल सतह के स्पर्शरेखा और संपर्क बिंदु पर ठोस सतह के बीच बनने वाला कोण है।
• यह ठोस सतह पर तरल के गीलेपन के व्यवहार को निर्धारित करता है।

• केशिका वृद्धि :

  ; जहाँ, h = केशिका वृद्धि की ऊँचाई, T = तनाव,

  यदि θ = 0° तो वृद्धि शून्य नहीं है

स्पष्टीकरण:

कथन-I: कथन से पता चलता है कि संपर्क कोण 0° हो सकता है।

हालाँकि, यदि केशिका ट्यूब में तरल ऊपर या नीचे नहीं जाता है, तो संपर्क कोण 0° के बजाय 90° होना चाहिए।

इसलिए, कथन-I गलत है।

कथन-II: यह कथन सही है क्योंकि संपर्क कोण वास्तव में ठोस और तरल दोनों पदार्थों के गुणों पर निर्भर करता है।

∴ सही उत्तर विकल्प 1 है: कथन-I गलत है लेकिन कथन-II सत्य है।

अवधारणा:

• घनत्व: प्रति इकाई आयतन में  द्रव्यमान को सामग्री का घनत्व कहा जाता है।

• घनत्व एक अदिश मात्रा है।

व्याख्या:

• चूंकि बर्फ का घनत्व पानी की तुलना में कम है, इसलिए वह पानी पर तैरता है।

द्रव्यमान (M) = ρ × V

• दो स्थितियों पर विचार करते हैं, पहले मामले में m द्रव्यमान का एक बर्फ का घन पानी में तैर रहा है, यदि वह तैर रहा है (संतुलन में), तो उसे अपने वजन का समर्थन करने के लिए पर्याप्त पानी विस्थापित करना होगा।
• दूसरे मामले में, जहां बर्फ पिघल गई है, यह मात्रा के पानी में बदल जाती है, ठीक उसी मात्रा में जो पहले विस्थापित हुई थी।
• इसलिए जोड़ा गया आयतन समान है, इसलिए पानी का स्तर नहीं बदलेगा। अत: विकल्प 3 सही है।

सही उत्तर हाइड्रोमीटर है।

Key Points

• हाइड्रोमीटर में मूल रूप से मापे हुए तरल में डूबा हुआ एक भारित, सीलबंद, लंबी ग्रीवा वाला कांच का बल्ब होता है; प्लवनशीलता गहराई तरल घनत्व को दर्शाती है, और वास्तविक गुरुत्वाकर्षण मान को पढ़ने के लिए ग्रीवा को कैलिब्रेट किया जा सकता है।
• द्रवों का घनत्व ज्ञात करने के लिए प्रयुक्त हाइड्रोमीटर आर्किमिडीज के सिद्धांत पर आधारित है।

Important Points

• आर्किमिडीज सिद्धांत:
• इसमें कहा गया है कि एक पिंड जब पूरी तरह या आंशिक रूप से तरल में डूबा होता है तो ऊपर की ओर एक उत्प्लावक बल का अनुभव होता है जो तरल के आयतन के बराबर होता है।
• आर्किमिडीज के सिद्धांत को उत्प्लावकता के भौतिक नियम के रूप में भी जाना जाता है।
• जब कोई ठोस किसी तरल में पूरी तरह से डूब जाता है, तो उसका वजन कम हो जाता है जो उस तरल के वजन के बराबर होता है जिसे वह विस्थापित करता है।
• आभासी भार= वास्तविक भार−उत्प्लावन बल= mg−ρgV
• जहाँ m = वस्तु का द्रव्यमान और ρ= द्रव का घनत्व

अवधारणा:

पृष्ठ तनाव:

• पृष्ठ तनाव तरल के आयतन द्वारा पृष्ठीय परत में कणों के आकर्षण के कारण होने वाले तरल की पृष्ठ पर फिल्म का तनाव है, जो पृष्ठीय क्षेत्रफल को कम करने की कोशिश करता है।
• जब अशुद्धियों को पानी में मिलाया जाता है तो अंतर-आणविक दूरी बढ़ जाती है जिसके कारण वैनडर वॉल बल कम हो जाते हैं, इसलिए पृष्ठ का तनाव पानी में अशुद्धियों को मिलाने पर कम हो जाता है।

व्याख्या:

• जब अशुद्धियां पानी में घुल जाती हैं, तो पानी का पृष्ठ तनाव कम हो जाता है।
•  इसलिए, जब कपूर पानी में घुल जाएगा, तो पृष्ठ तनाव कम हो जाएगा।
• चूँकि कपूर की अलग-अलग मात्रा अलग अलग पक्षों से डाली जाती है तो कपूर गैर सममित हो जाता है।
•  इसलिए पृष्ठ तनाव कपूर के विभिन्न पक्षों पर अलग लग होगा जो कपूर पर एक असंतुलित बल स्थापित करता है जिसके कारण यह पानी की सतह पर उछलने लगता है। इसलिए विकल्प 2 सही है।

अवधारणा:

• केशिका क्रिया: यदि केशिका नली का एक छोर कांच को गीला करने वाले तरल में डाल दिया जाए, तो यह पाया जाता है कि तरल एक निश्चित ऊंचाई तक केशिका नली में ऊपर आता है।
• यह वृद्धि सतह पर पृष्ठीय तनाव के लागू होने के कारण होती है, जो तरल को केशिका नली में धकेल देती है

.

उत्थानित या अवसादित तरल की ऊंचाई (h) निम्न द्वारा दी जाती है

जहां T = पृष्ठीय तनाव, θ = संपर्क का कोण, d = केशिका ट्यूब का व्यास ρ = तरल का घनत्व, g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण।

व्याख्या:

इसलिए केशिका क्रिया में वृद्धि पृष्ठ तनाव के कारण होती है।

अवधारणा:

बर्नौली का सिद्धांत: एक आदर्श तरल पदार्थ के एक धारारेखीय प्रवाह में परिवर्तनशील अनुप्रस्थ काट नालिका में प्रति इकाई आयतन में कुल ऊर्जा पूरे प्रवाही में स्थिर रहती है।

• इसका अर्थ यह है कि स्थिर प्रवाह में, एक प्रवाह के साथ एक प्रवाही में यांत्रिक ऊर्जा के सभी रूपों का योग उस धारारेखीय पर सभी बिंदुओं पर समान होता है।

बर्नौली के सिद्धांत द्वारा

व्याख्या:

• ऊपर से यह स्पष्ट है कि बर्नौली का समीकरण यह दर्शाता है कि दबाव शीर्ष, गतिज शीर्ष और डेटम/स्थितिज शीर्ष का योग स्थिर, असम्पीड्य, आघूर्णी और गैर-श्यान प्रवाह के लिए स्थिर होता है।
• अन्य शब्दों में तरल की गति में वृद्धि दबाव में कमी या तरल की स्थितिज ऊर्जा में कमी के साथ होती है अर्थात एक प्रवाह प्रणाली की कुल ऊर्जा तब तक स्थिर रहती है जब तक कि इसपर कोई बाहरी बल लागू नहीं किया जाता है।
• इसलिए बर्नौली का समीकरण ऊर्जा के संरक्षण को संदर्भित करता है।
• उपरोक्त सभी मापने वाले उपकरण जैसे वेंचुरीमीटर, ऑरिफिस मीटर, पीटत नलिका मीटर बर्नौली के प्रमेय के अनुसार कार्य करते हैं। इसलिए विकल्प 4 सही है।

CONCEPT:

• आर्किमिडीज के सिद्धांत में कहा गया है कि पूरी तरह या आंशिक रूप से जलमग्न वस्तु के ऊपर लगने वाला उर्ध्वगामी बल निकाय द्वारा विस्थापित द्रव के वज़न के सामान होता है और विस्थापित तरल पदार्थ के द्रव्यमान के केंद्र में ऊपरी दिशा में कार्य करता है।

व्याख्या:

• उपरोक्त परिभाषा से विकल्प 3 सही है।

• प्लवन के नियम: पानी पर तैरने के लिए निकाय के लिए आवश्यक तीन शर्तें हैं:

1. आकृति में निकाय का वजन उत्प्लावक बल के बराबर है। (c) (d)
2. निकाय का वजन विस्थापित तरल पदार्थ के वजन यानी उत्प्लावक बल से अधिक होता है। (b)
3. निकाय का वजन विस्थापित तरल पदार्थ के वजन यानी उत्प्लावक बल से कम होता है। (a)

अवधारणा:

• बादल काफी ऊंचाई पर मुक्त हवा में जल वाष्प के संघनन द्वारा गठित सूक्ष्म पानी की बूंदों या बर्फ के छोटे क्रिस्टल का एक द्रव्यमान है।
• जैसे ही बादल पृथ्वी की सतह पर कुछ ऊंचाई पर बनते हैं, वे विभिन्न आकार लेते हैं।
• उनकी ऊंचाई के अनुसार, विस्तार, घनत्व, और पारदर्शिता या अपारदर्शीता बादलों को चार प्रकारों के तहत समूहीकृत किया जाता है:

1. पक्षाभ
2. मेघपुंज
3. मेघपटल

व्याख्या:

• बादल तब बनते हैं जब पानी गर्म हो जाता है, वाष्पित हो जाता है, और ऊपरी वायुमंडल में संघनित हो जाता है।
• तापीय प्रभाव हवा को उठाता है और कम दबाव (या कम घनत्व) क्षेत्र में बनाया जाता है। इसलिए विकल्प 3 सही है।
•  निम्न दाब भरने के लिए आसपास से हवा रिक्ति को भरने के लिए आती है, साथ ही वह भी ऊपर उठ जाती है।
• इस प्रकार हवा की निरंतर ऊपर की ओर हवा की धाराएं बनाई जाती हैं जो बादलों को आकाश में प्रवाहित रखते हैं।

अवधारणा:

दाबमापी:

•  यह एक दाब मापने वाला उपकरण है जो तरल के स्तंभ को संतुलित करने के सिद्धांत पर आधारित है (जिसका दाब पाया जाना है) उसी या किसी अन्य तरल के स्तंभ द्वारा।

• एक दाबमापी में तरल के स्तंभ की ऊंचाई को प्रभावित करने से केशिका क्रिया को रोकने के लिए 12 mm से कम के आंतरिक व्यास वाले ग्लास ट्यूब का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।

व्याख्या:

• यह धारा को मापने का उपकरण है और इसे हमेंशा उस उपकरण के पार श्रृंखला में जोड़ा जाता है जिसे धारा को मापा जाना है।
  • आदर्श रूप से एमीटर में शून्य प्रतिरोध होता है।
• लैक्टोमीटर एक ऐसा उपकरण है, जिसका उपयोग दूध की शुद्धता को जांचने के लिए किया जाता है।
  • यह दूध में पानी की मात्रा का पता लगा सकता है या दूध की समृद्धि का परीक्षण कर सकता है। लैक्टोमीटर दूध के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत पर काम करता है।
• पिकोमीटर दूरी नापने की एक इकाई है।

अवधारणा :

• दबाव : प्रति इकाई क्षेत्र बल को दबाव कहा जाता है। इसे P से दर्शाया जाता है।
• दबाव की SI इकाई पास्कल (Pa) है।
• यह एक अदिश मात्रा है क्योंकि दबाव एक गैस के अंदर एक बिंदु पर सभी दिशाओं में कार्य करता है।
• दबाव का मूल सूत्र निम्न द्वारा दिया गया है:

व्याख्या:

दिया गया - घनीय ब्लॉक की लंबाई (a) = 2 cm = 2 × 10-2 m और ब्लॉक का द्रव्यमान (m) = 2 kg

• ब्लॉक का क्षेत्र है

⇒ A = a2 = (2 × 10-2 )2 = 4 × 10-4 m2

• जमीन पर ब्लॉक द्वारा लगाया गया दबाव है

अवधारणा:

श्यानता: तरल पदार्थ का गुण जिसके कारण यह अपने आसन्न परतों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है, श्यानता के रूप में जाना जाता है।

• श्यानता को η द्वारा निरूपित किया जाता है, जहां η एक नियतांक है, जिसे द्रव की श्यानता का गुणांक कहा जाता है।

तापमान में वृद्धि के साथ तरल पदार्थों की श्यानता कम हो जाती है और तापमान में वृद्धि के साथ गैसों की श्यानता बढ़ जाती है।

व्याख्या:

• बढ़ते तापमान के साथ तरल पदार्थों की श्यानता कम हो जाती है। तो विकल्प 2 सही है।