वस्तू, पदार्थ आणि कण
स्टीलचा चमचा, स्टीलचे ताट आणि स्टीलची बादली वेगळी दिसतात, पण तिन्ही स्टीलची आहेत. चमचा, ताट आणि बादली या वस्तू (objects) आहेत आणि स्टील हा पदार्थ (substance) ज्यापासून त्या बनल्या आहेत. अधिकाधिक जवळून पाहता आले तर प्रत्येक पदार्थ अतिसूक्ष्म कणांचा बनलेला दिसेल.
आकार आणि उपयोगावरून नाव मिळालेल्या गोष्टी म्हणजे वस्तू (objects). वस्तू ज्यापासून बनते ते द्रव्य म्हणजे पदार्थ (substance). सर्व पदार्थ अतिसूक्ष्म कणांचे (particles) बनलेले असतात.
नियम 1 : वस्तू आणि पदार्थ — एकाच पदार्थापासून अनेक वस्तू बनतात, आणि एका वस्तूत अनेक पदार्थ असू शकतात.
- सोपे : खुर्ची – वस्तू; लाकूड – पदार्थ.
- मध्यम : बादली प्लास्टिक किंवा स्टीलची असू शकते : एकच वस्तू, वेगळे पदार्थ.
- परीक्षेसाठी : पेन्सिलीत लाकूड, ग्रॅफाइट आणि रबर आहे; एका वस्तूत अनेक पदार्थ.
नियम 2 : कण — दूध, तेल, हवा – सर्व काही डोळ्यांना न दिसणाऱ्या कणांचे बनलेले आहे.
- सोपे : धार लावताना चाकूतून उडणाऱ्या ठिणग्या लालबुंद लोखंडाचे सूक्ष्म कण असतात.
- मध्यम : उदबत्तीचा वास खोलीत पसरतो कारण तिचे कण पसरतात.
- परीक्षेसाठी : प्राचीन भारतीय ग्रंथांत पाच तत्त्वे (पंचतत्त्वे) सांगितली आहेत : पृथ्वी, जल, अग्नी, वायू आणि आकाश.
वस्तू = आकार आणि उपयोग. पदार्थ = ज्यापासून बनली ते.
"वस्तू" आणि "पदार्थ" हे एकच मानणे. कात्री वस्तू आहे; लोखंड पदार्थ आहे.
आठवणीची युक्ती : वस्तू = बाहेरचे रूप; पदार्थ = आतले द्रव्य.
फरक ओळखा
| शब्द | अर्थ | उदाहरण |
|---|---|---|
| वस्तू | आकार व उपयोगावरून नाव | Chair, scissors |
| पदार्थ | ज्यापासून बनली ते | Wood, iron |
| कण | पदार्थाचा सूक्ष्म भाग | लोखंडाची ठिणगी |
सरावासाठी प्रश्न
- 1वस्तू म्हणजे काय?
- 2पदार्थ म्हणजे काय?
- 3स्टीलच्या चमच्याचा पदार्थ कोणता?
- 4सर्व पदार्थ कशाचे बनलेले असतात?
- 5पंचतत्त्वे सांगा.
- 6पेन्सिल वस्तू की पदार्थ? त्यात किती पदार्थ आहेत?
- 7उदबत्तीचा वास सगळ्या खोलीत का पोहोचतो?
- 8सीता म्हणते बादली हा पदार्थ आहे. तिला दुरुस्त करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1आकार आणि उपयोगावरून नाव मिळालेली गोष्ट.
- 2वस्तू ज्यापासून बनली ते द्रव्य.
- 3स्टील
- 4अतिसूक्ष्म कणांचे.
- 5पृथ्वी, जल, अग्नी, वायू, आकाश.
- 6वस्तू; लाकूड, ग्रॅफाइट आणि रबर (एकापेक्षा जास्त).
- 7तिचे सूक्ष्म कण सर्व दिशांना पसरतात.
- 8बादली ही वस्तू आहे. प्लास्टिक किंवा स्टील हा पदार्थ आहे.
पदार्थांच्या अवस्था
फ्रीजरमधील बर्फ कडक असतो. ग्लासात ठेवला की तो वितळून पाणी होतो. पाणी तापवले की ते वाफ होऊन स्वयंपाकघरात पसरते. पाणी तेच, तीन वेगवेगळ्या रूपांत.
घन (solid) : कण अगदी जवळ आणि घट्ट धरलेले. द्रव (liquid) : कण सैलपणे बांधलेले, म्हणून वाहतो आणि भांड्याचा आकार घेतो. वायू (gas) : कण स्वतंत्र, सर्व जागेत पसरतात.
आकृतीत : घनात (A) कण अगदी जवळ आणि घट्ट असतात; द्रवात (B) सैल बांधलेले; वायूत (C) स्वतंत्र आणि सर्व जागेत पसरलेले.
नियम 1 : तीन अवस्था — घनाला ठराविक आकार असतो. द्रव भांड्याचा आकार घेतो. वायू सर्व जागा व्यापतो.
- सोपे : पेन्सिल (घन) आपला आकार टिकवते.
- मध्यम : दूध (द्रव) ग्लासाचा आकार घेते.
- परीक्षेसाठी : अन्नाचा वास (वायू) संपूर्ण खोलीत पसरतो.
आकृतीत : तापवल्यावर घन (1) द्रव (2) होतो आणि मग वायू (3). फक्त अवस्था बदलते; पदार्थ तोच राहतो.
नियम 2 : अवस्थेतील बदल — तापवल्याने घनाचा द्रव आणि द्रवाचा वायू होतो. फक्त अवस्था बदलते.
- सोपे : बर्फ → पाणी → वाफ.
- मध्यम : तूप थंडीत घन असते आणि उन्हाळ्यात वितळते; खोबरेल तेल हिवाळ्यात गोठते.
- परीक्षेसाठी : लाव्हा म्हणजे वितळलेला खडक. द्रव नायट्रोजन थंडावा देण्यासाठी, द्रव ऑक्सिजन रॉकेटमध्ये वापरतात आणि घन कार्बन डायऑक्साइड म्हणजे शुष्क बर्फ (dry ice).
अवस्था कणांच्या एकमेकांवरील पकडीवर आणि तापमानावर अवलंबून असते.
वाफ हा पाण्यापेक्षा वेगळा पदार्थ आहे असे समजणे. ते पाणीच वायुरूपात आहे.
आठवणीची युक्ती : घन – जवळ; द्रव – सैल; वायू – सर्वत्र पसरलेला.
फरक ओळखा
| अवस्था | कण | आकार |
|---|---|---|
| घन | अगदी जवळ, घट्ट | ठराविक |
| द्रव | सैल बांधलेले | भांड्याचा आकार |
| वायू | स्वतंत्र | सर्व जागा व्यापतो |
सरावासाठी प्रश्न
- 1द्रव्याच्या तीन अवस्था सांगा.
- 2कोणत्या अवस्थेत कण अगदी जवळ आणि घट्ट असतात?
- 3कोणती अवस्था भांड्याचा आकार घेते?
- 4कोणती अवस्था उपलब्ध सर्व जागा व्यापते?
- 5घन तापवल्यावर काय होते?
- 6शुष्क बर्फ (dry ice) म्हणजे काय?
- 7खोबरेल तेल हिवाळ्यात घन का होते?
- 8राजू म्हणतो वाफ पाण्यापेक्षा वेगळा पदार्थ आहे. त्याला दुरुस्त करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1घन, द्रव आणि वायू.
- 2घन
- 3द्रव
- 4वायू
- 5तो द्रव बनतो.
- 6घन कार्बन डायऑक्साइड
- 7कमी तापमानात कण एकमेकांना जास्त घट्ट धरतात.
- 8वाफ म्हणजे वायू अवस्थेतील पाणी; फक्त अवस्था बदलते.
द्रव्य आणि प्लाझ्मा अवस्था
भरलेल्या टबमध्ये उतरलात की पाण्याची पातळी वाढते आणि थोडे पाणी सांडते. तुमच्या शरीराने बाहेर ढकललेले पाणी तुम्ही किती जागा व्यापता ते दाखवते. जागा व्यापणारी आणि वस्तुमान असलेली प्रत्येक गोष्ट म्हणजे द्रव्य.
द्रव्य (matter) म्हणजे जागा व्यापणारी आणि वस्तुमान असलेली कोणतीही गोष्ट. विश्वातील सर्व काही – सूर्य, तारे, धूमकेतू – द्रव्य आहे. सूर्यामध्ये आणि विजेत द्रव्य प्लाझ्मा (plasma) अवस्थेत असते.
आकृतीत : A घन, B द्रव आणि C वायू आहे. विजेत (D), जिथे प्रचंड ऊर्जा निर्माण होते, द्रव्य प्लाझ्मा अवस्थेत असते.
नियम 1 : द्रव्य जागा व्यापते — हवाही द्रव्य आहे – ती फुग्यात भरली जाते.
- सोपे : हवा भरलेला फुगा जागा व्यापतो.
- मध्यम : प्रकाश आणि उष्णता द्रव्य नाहीत कारण त्यांना वस्तुमान नसते.
- परीक्षेसाठी : प्लाझ्मा ही चौथी अवस्था; सूर्य आणि वीज यांमध्ये आढळते.
आकृतीत : दगड पाणी बाजूला ढकलतो. पाण्याच्या पातळीतील वाढ, 58 मिलि − 40 मिलि = 18 मिलि, ही दगडाचे आकारमान आहे.
नियम 2 : विस्थापनाने आकारमान — वस्तूचे आकारमान = शेवटची पाण्याची पातळी − सुरुवातीची पातळी.
- सोपे : पाणी 30 मिलि वरून 45 मिलि झाले : आकारमान = 15 मिलि = 15 सेमी³.
- मध्यम : 100 मिलि → 120 मिलि म्हणजे 20 मिलि = 20 सेमी³.
- परीक्षेसाठी : भरलेल्या भांड्यात बटाटा टाकल्यावर त्याच्या आकारमानाएवढे पाणी सांडते.
द्रव्य = जागा + वस्तुमान. घन, द्रव, वायू आणि प्लाझ्मा या द्रव्याच्या चार अवस्था.
हवा दिसत नाही म्हणून द्रव्य नाही असे समजणे. हवेला वस्तुमान असते आणि ती जागा व्यापते.
आठवणीची युक्ती : द्रव्य = वस्तुमान + जागा.
फरक ओळखा
| गोष्ट | द्रव्य? |
|---|---|
| हवा | होय |
| सूर्यप्रकाश | नाही |
| वीज | होय, प्लाझ्मा |
सरावासाठी प्रश्न
- 1द्रव्य म्हणजे काय?
- 2सूर्यातील द्रव्याची अवस्था सांगा.
- 3पृथ्वीवर प्लाझ्मा आढळण्याचे एक ठिकाण सांगा.
- 4हवा द्रव्य आहे का? का?
- 5दगड टाकल्यावर पाणी 30 मिलि वरून 45 मिलि झाले. दगडाचे आकारमान काढा.
- 6पाण्याच्या पातळीतील वाढ काय दाखवते?
- 7सावली द्रव्य आहे का? कारण द्या.
- 8विद्यार्थी म्हणतो "जास्त वस्तुमानाचा दगड पाणी जास्त वाढवतो". त्याला दुरुस्त करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1जागा व्यापणारी आणि वस्तुमान असलेली गोष्ट.
- 2प्लाझ्मा
- 3वीज
- 4होय. तिला वस्तुमान असते आणि ती जागा व्यापते.
- 515 मिलि = 15 सेमी³
- 6वस्तूचे आकारमान.
- 7नाही. तिला वस्तुमान नाही आणि ती जागा व्यापत नाही.
- 8पातळीतील वाढ आकारमानावर अवलंबून असते, वस्तुमानावर नाही.
घनता
लहान दगड आणि मोठा स्पंज : कोणता जड? स्पंज मोठा असूनही दगड जड वाटतो. लहान पण दाटीवाटीने भरलेली वस्तू मोठ्या हलक्या वस्तूपेक्षा जड असू शकते. घनता द्रव्य किती दाटीवाटीने भरले आहे ते मोजते.
घनता (density) = वस्तुमान ÷ आकारमान. एकके : ग्रॅम/सेमी³ किंवा किग्रॅ/मी³. वस्तुमान ग्रॅम किंवा किलोग्रॅममध्ये; घनांचे आकारमान सेमी³ किंवा मी³ आणि द्रवांचे मिलि किंवा लिटरमध्ये (1 सेमी³ = 1 मिलि).
आकृतीत : तराजू वस्तुमान मोजतो. दांडी समतोल असताना वस्तूचे वस्तुमान वजनांच्या बेरजेएवढे असते : 50 ग्रॅम + 20 ग्रॅम + 10 ग्रॅम = 80 ग्रॅम.
घनता
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडानियम 1 : घनता काढणे — घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान.
- सोपे : वस्तुमान 120 ग्रॅम, आकारमान 40 सेमी³ : घनता = 120 ÷ 40 = 3 ग्रॅम/सेमी³.
- मध्यम : 5 × 4 × 2 सेमी ठोकळ्याचे आकारमान 40 सेमी³ आणि वस्तुमान 312 ग्रॅम : घनता = 312 ÷ 40 = 7.8 ग्रॅम/सेमी³.
- परीक्षेसाठी : घनतेवरून वस्तुमान : घनता 2.7 ग्रॅम/सेमी³ आणि आकारमान 8 सेमी³ यांवरून वस्तुमान = 2.7 × 8 = 21.6 ग्रॅम.
आकृतीत : ठोकळ्याचे आकारमान = लांबी × रुंदी × उंची = 4 × 3 × 2 = 24 सेमी³. त्याचे वस्तुमान 60 ग्रॅम असेल तर घनता 60 ÷ 24 = 2.5 ग्रॅम/सेमी³.
आकृतीत : पाण्याच्या (1 ग्रॅम/सेमी³) घनतेपेक्षा कमी घनतेचा पदार्थ तरंगतो (P आणि Q); जास्त घनतेचा बुडतो (R आणि S).
नियम 2 : तरंगणे की बुडणे — पाण्यापेक्षा कमी घनता (1 ग्रॅम/सेमी³) : तरंगतो. जास्त घनता : बुडतो.
- सोपे : 0.6 ग्रॅम/सेमी³ घनतेचे लाकूड पाण्यावर तरंगते.
- मध्यम : 0.9 ग्रॅम/सेमी³ घनतेचे तेल पाण्यावर तरंगते (50 मिलि मध्ये 45 ग्रॅम म्हणजे 0.9).
- परीक्षेसाठी : सोन्याची घनता 19.3 ग्रॅम/सेमी³ आणि ते बुडते; 10 सेमी³ सोन्याचे वस्तुमान 193 ग्रॅम.
प्रत्येक शुद्ध पदार्थाची घनता ठरलेली असते. त्यावरून शुद्धता तपासता येते (शुद्ध पाणी 1 ग्रॅम/सेमी³). साधने : मापन नळी (आकारमान), तराजू (वस्तुमान).
जड वस्तू नेहमी बुडते असे समजणे. ते फक्त वस्तुमानावर नाही, घनतेवर अवलंबून असते.
आठवणीची युक्ती : घ = व ÷ आ – वस्तुमान वर, आकारमान खाली.
फरक ओळखा
| राशी | एकक | साधन |
|---|---|---|
| वस्तुमान | g, kg | तराजू |
| आकारमान | सेमी³, ml | मापन नळी |
| घनता | g/सेमी³, kg/m³ | गणनेने |
सरावासाठी प्रश्न
- 1घनतेचे सूत्र लिहा.
- 2घनतेची दोन एकके सांगा.
- 3घनता काढा : वस्तुमान 120 ग्रॅम, आकारमान 40 सेमी³.
- 45 सेमी × 4 सेमी × 2 सेमी ठोकळ्याचे आकारमान काढा.
- 540 सेमी³ आकारमान आणि 312 ग्रॅम वस्तुमानाच्या ठोकळ्याची घनता काढा.
- 60.6 ग्रॅम/सेमी³ घनतेचा पदार्थ पाण्यात तरंगतो की बुडतो?
- 7धातूची घनता 2.7 ग्रॅम/सेमी³ आहे. त्याच्या 8 सेमी³ चे वस्तुमान काढा.
- 8रवी म्हणतो लोखंडी खिळा जड म्हणून बुडतो, पण जड लाकडी ओंडका तरंगतो. हे कशामुळे ठरते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान.
- 2ग्रॅम/सेमी³ आणि किग्रॅ/मी³.
- 33 ग्रॅम/सेमी³
- 440 सेमी³
- 57.8 ग्रॅम/सेमी³
- 6तो तरंगतो, कारण 0.6 हे 1 पेक्षा कमी आहे.
- 72.7 × 8 = 21.6 ग्रॅम
- 8फक्त वस्तुमान नाही, घनता. लोखंड पाण्यापेक्षा जास्त घनतेचे आहे; लाकूड कमी घनतेचे.
प्रकाशीय आणि चुंबकीय गुणधर्म
खिडकीच्या काचेतून रस्ता स्पष्ट दिसतो, पण स्नानगृहाच्या धुरकट काचेतून अंधुक आकार दिसतात आणि भिंतीतून काहीच दिसत नाही. प्रकाशाबाबत पदार्थ वेगवेगळे वागतात.
पारदर्शक (transparent) पदार्थ प्रकाश पूर्णपणे जाऊ देतात. अर्धपारदर्शक (translucent) थोडा जाऊ देतात. अपारदर्शक (opaque) अजिबात जाऊ देत नाहीत. चुंबकीय पदार्थांना चुंबक आकर्षित करतो.
आकृतीत : पारदर्शक फलकातून (A) तारा स्पष्ट दिसतो, अर्धपारदर्शक फलकातून (B) अंधुक आणि अपारदर्शक फलकातून (C) अजिबात दिसत नाही.
नियम 1 : प्रकाश आणि पदार्थ — पारदर्शक – स्पष्ट. अर्धपारदर्शक – अंधुक. अपारदर्शक – काहीच नाही.
- सोपे : स्वच्छ काच आणि स्वच्छ पाणी पारदर्शक आहेत.
- मध्यम : बटर पेपर, तेलकट कागद आणि धुरकट काच अर्धपारदर्शक आहेत.
- परीक्षेसाठी : लाकूड, पुठ्ठा, धातूचा पत्रा आणि माती अपारदर्शक आहेत.
नियम 2 : चुंबकीय पदार्थ — लोखंड, निकेल आणि कोबाल्ट चुंबकाकडे आकर्षित होतात.
- सोपे : लोखंडी खिळा चुंबकाला चिकटतो.
- मध्यम : अॅल्युमिनियम फॉइल, तांब्याची तार आणि लाकूड चिकटत नाहीत.
- परीक्षेसाठी : चुंबकाने भंगारातील लोखंड इतर धातूंपासून वेगळे करता येते.
चुंबकीय पदार्थ : लोखंड, निकेल, कोबाल्ट. प्रकाश : पारदर्शक > अर्धपारदर्शक > अपारदर्शक.
बटर पेपरला पारदर्शक म्हणणे. त्यातून फक्त अंधुक दिसते, म्हणून तो अर्धपारदर्शक आहे.
आठवणीची युक्ती : पारदर्शक = स्पष्ट; अर्धपारदर्शक = थोडे दिसते; अपारदर्शक = काहीच नाही.
फरक ओळखा
| प्रकार | प्रकाश जातो | उदाहरण |
|---|---|---|
| पारदर्शक | पूर्णपणे | स्वच्छ काच |
| अर्धपारदर्शक | थोडा | बटर पेपर |
| अपारदर्शक | अजिबात नाही | लाकूड |
सरावासाठी प्रश्न
- 1पारदर्शक म्हणजे काय?
- 2दोन अर्धपारदर्शक पदार्थ सांगा.
- 3दोन अपारदर्शक पदार्थ सांगा.
- 4तीन चुंबकीय पदार्थ सांगा.
- 5स्वच्छ पाणी पारदर्शक, अर्धपारदर्शक की अपारदर्शक?
- 6तांब्याची तार चुंबकाकडे आकर्षित होते का?
- 7स्नानगृहाच्या खिडक्यांना धुरकट काच का वापरतात?
- 8विद्यार्थी म्हणतो बटर पेपर पारदर्शक आहे कारण त्यातून प्रकाश दिसतो. त्याला दुरुस्त करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1प्रकाश पूर्णपणे जाऊ देणारा पदार्थ.
- 2बटर पेपर आणि धुरकट काच.
- 3लाकूड आणि धातूचा पत्रा.
- 4लोखंड, निकेल आणि कोबाल्ट.
- 5पारदर्शक
- 6नाही
- 7ती प्रकाश आत येऊ देते पण स्पष्ट दिसत नसल्याने गोपनीयता राहते.
- 8फक्त थोडा प्रकाश जातो आणि वस्तू अंधुक दिसतात, म्हणून तो अर्धपारदर्शक आहे.
झटपट उजळणी
- स्थायू, द्रव, वायू (आणि प्लाझ्मा) या द्रव्याच्या अवस्था आहेत.
- घनता = वस्तुमान / आकारमान.
- पारदर्शक, अर्धपारदर्शक, अपारदर्शक.
- चुंबकीय : लोखंड, निकेल, कोबाल्ट.